KR20190049872A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
적색 발광층(34R)은 제1 부화소(3B), 제2 부화소(3G), 제3 부화소(3R)에 공통적으로 마련되어 있고, 청색 발광층(34B)은 제1 부화소 및 제2 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 녹색 발광층(34G)은 제2 부화소에만 마련되어 있다.
Description
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 액정 표시 장치를 대신하는 표시 장치로서, 예를 들어 일렉트로루미네센스(이하, 「EL」이라 기재함) 현상을 이용한 발광 소자(EL 소자)를 사용한 자발광형의 표시 장치가 개발되어 있다.
EL 소자를 구비한 표시 장치는 저전압에서 발광이 가능하고, 자기 발광형이기 때문에 시야각이 넓어 시인성이 높고, 또한 박막형의 완전 고체 소자이기 때문에 공간 절약이나 휴대성 등의 관점에서 주목을 모으고 있다.
EL 소자는, 발광 재료를 포함하는 발광층을 음극과 양극 사이에 둔 구성을 갖고 있다. EL 소자는, 발광층에 전자 및 정공(홀)을 주입하고 재결합시킴으로써 여기자를 생성시키고, 이 여기자가 실활할 때의 광 방출을 이용하여 발광한다.
EL 소자에 있어서의 발광층의 형성에는 주로 진공 증착법 등의 증착 방식이 이용된다. 이와 같은 증착 방식을 이용한 풀 컬러의 유기 EL 표시 장치의 형성에는 크게 구별하여 백색 CF(컬러 필터) 방식과 구분 도포 방식이 있다. 또한 근년, 백색 CF 방식 및 구분 도포 방식과는 상이한 방식으로서 EL 소자와 색 변환층을 조합한 방식이 제안되어 있다.
백색 CF 방식은, 백색 발광의 EL 소자와 CF층을 조합하여 각 부화소에 있어서의 발광색을 선택하는 방식이다. 백색 CF 방식에서는, 모든 부화소에 있어서의 음극과 양극 사이에 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 각각 적층하여 백색 발광을 행함과 함께, 각 부화소에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러 필터를 마련함으로써 풀 컬러 표시를 실현한다.
구분 도포 방식은, 증착 마스크를 사용하여 발광색마다 구분 도포 증착을 행하는 방식이며, 일반적으로 기판 상에 배열한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색의 EL 소자를 포함하는 부화소를, TFT를 사용하여 선택적으로 원하는 휘도로 발광시킴으로써 화상 표시가 행해진다. 각 EL 소자 사이에는, 각 부화소에 있어서의 발광 영역을 획정하는 뱅크(격벽)가 마련되어 있으며, 각 EL 소자의 발광층은, 증착 마스크를 사용하여 상기 뱅크의 개구부에 형성된다.
EL 소자와 색 변환층을 조합한 방식에서는 모든 부화소에 청색 발광층이 공통층으로서 형성된다. 그리고 녹색 부화소에는, 청색 광을 녹색 광으로 색 변환하는 녹색 변환층과, 녹색의 컬러 필터가 형성되고, 적색 부화소에는, 청색 광을 적색 광으로 색 변환하는 적색 변환층과, 적색의 컬러 필터가 형성된다. 청색 부화소에는 청색의 컬러 필터가 마련되지만 색 변환층은 마련하지 않아서, 청색 발광층에서 발광된 청색 광은 색 변환되는 일 없이 그대로 청색의 컬러 필터를 통과하여 취출된다. 이것에 의하여, 각 색의 부화소에 대응하는 색의 광이 발광된다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 표시 장치는, 대향 배치된 1쌍의 기판을 구비하고, 한쪽 기판 상에, 대향 전극층과, 청색 발광층을 포함하는 기능층과, 광 투과성 전극층이 부화소마다 이 순서대로 적층되고, 다른 쪽 기판에, 각 부화소에 대응하여 컬러 필터, 및 전술한 바와 같이 필요에 따라 색 변환층이 마련되어 있다. 대향 전극층은, 상기 한쪽 기판측으로부터 반사 전극층과 투명 전극층이 이 순서대로 적층되어 이루어지는 적층체이다.
특허문헌 1에서는, 색 변환층을 마련하고 있지 않은 청색 부화소에 있어서의, 반사 전극층과 청색 발광층 사이의 광학적 거리가, 청색 발광층에서의 청색 광이 간섭하는 거리로 설정됨으로써, 간섭에 의하여 강화된 청색 광이 그대로 취출된다. 한편, 색 변환층이 마련된 적색 부화소 및 녹색 부화소에 있어서의, 반사 전극층과 각 발광층 사이의 광학적 거리는, 각 색 변환층에서 변환된 발광색의 광이 가장 높은 강도로 취출되는 거리로 설정된다. 이것에 의하여 적색 광 및 녹색 광의 취출 강도가 각각 높아진다.
백색 CF 방식은, 고정밀의 증착 마스크를 필요로 하는 일 없이 고정밀의 표시 장치를 실현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 백색 CF 방식은, 백색 발광시키기 위하여 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층을 동시에 발광시킬 필요가 있어 구동 전압이 높아짐과 함께, 컬러 필터에 의한 에너지 손실이 있다. 이 때문에 백색 CF 방식은 구동 시의 소비 전력이 크다는 문제가 있다. 또한 이와 같은 백색 CF 방식을 이용한 표시 장치는, 모든 부화소에 있어서 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 각각 적층하는 점에서 모든 부화소에서 적층수가 많고, 또한 컬러 필터를 필요로 하는 점에서 제조 비용이 매우 높아져 버린다는 단점이 있다.
한편, 구분 도포 방식은, 발광 효율이나 저전압 구동 등의 특성은 좋지만 고정밀도의 패터닝을 행하는 것이 어렵다. 예를 들어 증착 마스크의 개구 정밀도, 및 증착원과 피성막 기판의 거리 관계에 따라서는, 인접 화소에 대한 혼색이 발생해 버린다는 문제가 있다. 또한 증착 마스크의 두께나 증착 각도에 따라서는, 목적으로 하는 증착막 두께보다도 얇은 막 두께로 되는 증착 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이와 같이, 구분 도포 방식을 이용한 표시 장치에서는, 인접 화소 방향으로부터의 증착물 침입에 의한 혼색이나 섀도에서 유래되는 표시 품위의 저하가 문제로 된다. 특히 인접 화소에 타색 도펀트가 부착된 경우, 타색 도펀트의 부착량이 극히 소량이더라도 디바이스 구조에 따라서는, EL 발광 스펙트럼에 대한 기여가 상당히 커져 색도가 변화되어 버리는 경우가 있다.
이 때문에, 구분 도포 방식에 의하여 고정밀의 표시 장치를 실현하기 위해서는, 증착 각도가 예각으로 되도록 증착원을 피성막 기판으로부터 이격시킬 필요가 있어서, 그들을 수용하는 진공 챔버의 높이를 높게 할 필요가 있다.
그러나 이와 같은 높이가 있는 진공 챔버를 제조하기 위해서는 다대한 비용이 드는 데다, 재료 이용 효율도 나빠지고 재료 비용도 늘어나게 된다.
또한 특허문헌 1과 같이 EL 소자와 색 변환층을 조합한 방식에서는, 모든 부화소에 청색 발광층이 공통층으로서 형성됨으로써, 증착 마스크를 사용한 구분 도포 증착 횟수를 저감시킬 수 있다.
그러나 상기 색 변환층을 이용한 방식에서는, 청색 광을 흡수하고 형광에 의하여 녹색 또는 적색으로 재발광시키는 형광 매체를 함유하는 색 변환층을 이용하여 녹색 광 및 적색 광을 발광시킨다. 이 때문에 녹색 광 및 적색 광의 발광 효율이 저하된다. 특히 청색 광을 적색 변환층에서 흡수시키기 위해서는 상당히 장파장측으로 파장을 시프트시킬 필요가 있다. 이 때문에 이 파장의 시프트 시에 현저한 발광 강도의 저하가 발생한다.
또한 상기 색 변환층을 이용한 방식에서는, 적층막의 막 두께 변동에 따라 광의 취출 효율이 크게 변화되어 버린다는 문제가 있음과 함께, EL 소자와 색 변환층 사이에는 갭이 있기 때문에, 비스듬히 출사되는 청색 광에 의한 혼색이나 색 어긋남의 문제로부터 고정밀화가 곤란하다는 문제가 있다.
또한 특허문헌 2에는, 모든 부화소에 청색 발광층을 공통 청색 발광층으로서 형성하고, 녹색 부화소에는 녹색 발광층을 개별층으로서 형성하고, 적색 부화소에는 적색 발광층을 개별층으로서 형성함과 함께, 청색 부화소에는 청색 컬러 필터를 형성하고, 녹색 부화소에는 녹색 컬러 필터를 형성하고, 적색 부화소에는 적색 컬러 필터를 형성한 유기 EL 표시 장치가 개시되어 있다.
그러나 특허문헌 2에 기재된 유기 EL 표시 장치는, 청색 발광 재료보다도 에너지 준위가 낮은 녹색 발광 재료 또는 적색 발광 재료를 발광 재료로서 사용한 발광층을 공통 발광층에 선택하면, 에너지 이동에 의하여 혼색이 발생할 우려가 있다. 이 때문에 공통 발광층으로 청색 발광층밖에 선택하지 못한다. 또한 정공과 전자의 재결합 위치를 제어하는 것이 긴요하며, 각 층의 재료의 캐리어 이동도에 따라서는 혼색이 발생할 우려가 있다. 이 때문에 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층의 적층 순, 그리고 발광층의 호스트 재료의 선택의 자유도가 낮으며, 상기 적층 순을 변경하면 정공과 전자의 재결합 위치가 변화되는 점에서 혼색이 발생할 우려가 있다.
또한 특허문헌 2에 기재된 유기 EL 표시 장치는, 컬러 필터를 사용함으로써 제조 비용이 높아짐과 함께, 컬러 필터에 의한 에너지 손실이 있다는 문제점도 갖고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 각 부화소에 있어서 혼색이나 색 어긋남이 발생하지 않아 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있음과 함께, 종래보다도 구동 시의 소비 전력 및 제조 비용을 억제할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 양태에 따른 표시 장치는, 서로 상이한 피크 파장의 광을 발광하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 표시 영역에, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 적층체를 구비하고, 상기 적층체는, 제1 형광 발광 재료를 포함하는 제1 발광층과, 제2 형광 발광 재료를 포함하는 제2 발광층과, 제3 형광 발광 재료 또는 인광 발광 재료를 제3 발광 재료로서 포함하는 제3 발광층을 포함하고, 상기 제1 형광 발광 재료는, 제1 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료는, 상기 제1 피크 파장보다도 장파장의 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 상기 제1 발광층은 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 부화소에만 마련되어 있고, 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리는 푀르스터 반경 이하이고, 또한 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 마련되어 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 양태에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 서로 상이한 피크 파장의 광을 발광하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 표시 영역에, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 적층체를 구비하고, 상기 적층체는, 제1 형광 발광 재료를 포함하는 제1 발광층과, 제2 형광 발광 재료를 포함하는 제2 발광층과, 제3 형광 발광 재료 또는 인광 발광 재료를 제3 발광 재료로서 포함하는 제3 발광층을 포함하고, 상기 제1 형광 발광 재료는, 제1 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료는, 상기 제1 피크 파장보다도 장파장의 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮은 표시 장치의 제조 방법이며, 상기 제1 전극을 형성하는 공정과, 상기 적층체를 형성하는 공정과, 상기 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 적층체를 형성하는 공정은, 상기 제1 발광층을 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통되도록 증착하는 제1 발광층 증착 공정과, 상기 제2 발광층을 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통되도록 구분 도포 증착하는 제2 발광층 증착 공정과, 상기 제3 발광층을 상기 제3 부화소에 구분 도포 증착하는 제3 발광층 증착 공정을 포함하고, 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경 이하이고, 또한 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 위치하도록 상기 적층체를 형성한다.
본 발명의 상기 일 양태에 의하면 상기 제3 발광층은, 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소, 상기 제3 부화소에 공통되도록 상기 표시 영역 전체에 형성되므로, 모든 발광층을 구분 도포 증착할 필요는 없다. 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 상기 제3 발광층이, 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소, 상기 제3 부화소를 포함하는 모든 부화소에 공통되도록 상기 표시 영역 전체에 증착됨으로써, 증착 마스크를 사용한 구분 도포 증착 횟수를 저감시킬 수 있다.
또한 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 상기 제3 부화소에서는, 해당 제3 부화소에 마련된 상기 제3 발광층이 거의 100% 발광한다. 또한 상기 제2 피크 파장은 상기 제1 피크 파장보다도 장파장이고, 상기 제3 피크 파장은 상기 제2 피크 파장보다도 장파장이다. 발광 재료가 발광하는 광의 파장은 흡수한 광의 파장보다도 약간 저파장측으로 시프트된다. 상기 제2 형광 발광 재료는, 예를 들어 상기 제1 형광 발광 재료의 파장 영역의 광을 흡수하여 상기 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 예를 들어 상기 제2 형광 발광 재료의 파장 영역의 광을 흡수하여 상기 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광한다. 이 때문에, 상기 제1 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 상기 제3 발광 재료의 흡수 스펙트럼은 파장적으로 떨어져 있어, 중첩의 정도가 작아 거의 중첩이 존재하지 않는다. 이 때문에, 상기 제1 형광 발광 재료로부터 상기 제3 발광 재료로의 푀르스터 천이는 일어나지 않으며, 상기 제1 형광 발광 재료로부터 상기 제3 발광 재료로 푀르스터 천이시키기 위해서는 상기 제1 형광 발광 재료→상기 제2 형광 발광 재료, 상기 제2 형광 발광 재료→상기 제3 발광 재료라는 2단계의 푀르스터 천이를 행할 필요가 있다.
즉, 상기 제1 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 상기 제2 형광 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 직접 일어나지만 상기 제1 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 상기 제3 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 직접 일어나지는 않는다. 이 때문에 상기 제1 부화소에서는, 상기 제1 발광층에서 여기자를 생성시킴으로써 상기 제1 발광층이 거의 100% 발광한다. 상기 제2 부화소에서는, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층이 적층되지만, 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 마련되어 있고, 상기 제1 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 상기 제3 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 직접 일어나지는 않는 점에서, 상기 제1 발광층 또는 상기 제2 발광층으로부터 상기 제3 발광층으로 여기자 에너지의 이동이 발생하지 않는다. 한편, 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리는 푀르스터 반경 이하이고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 마련되어 있고, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 적층되어 있지 않다. 이 때문에 상기 제2 부화소에서는, 상기 제2 발광층 또는 상기 제1 발광층에서 여기자를 생성시킬 수 있으며, 상기 제2 부화소에 있어서 상기 제2 발광층에서 여기자가 생성된 경우, 상기 제2 발광층이 거의 100% 발광한다. 또한 상기 제2 부화소에 있어서 상기 제1 발광층에서 여기자가 생성된 경우, 푀르스터형의 에너지 이동에 의하여 상기 제2 발광층이 거의 100% 발광한다. 게다가 본 발명의 상기 일 양태에 의하면 별도로 컬러 필터나 색 변환층을 필요로 하지 않는다. 이 때문에 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 각 부화소에 있어서 혼색이나 색 어긋남되는 일 없이 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있어 용이하게 고정밀화를 실현할 수 있다.
또한 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 있어서, 서로 상이한 피크 파장의 광을 발광한다. 이 때문에 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 백색 CF 방식과는 달리 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층 전체를 동시에 발광시킬 필요는 없으므로, 상기 백색 CF 방식을 이용한 경우보다도 구동 시의 소비 전력을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 별도로 컬러 필터를 마련할 필요가 없으므로 제조 비용을 억제할 수 있음과 함께, 컬러 필터에 의한 에너지 손실도 없다.
또한 본 발명의 상기 일 양태에 의하면 공통층으로, 예를 들어 적색 발광층을 이용할 수 있음과 함께, 특허문헌 1과 비교하여 발광층의 적층 순이나 재료 선택의 자유도가 높아, 발광층의 적층 순이나 재료를 변경하더라도 혼색이나 색 어긋남이 발생하지 않아 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있다.
따라서 본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 각 부화소에 있어서 혼색이나 색 어긋남이 발생하지 않아 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있음과 함께, 구동 시의 소비 전력 및 제조 비용을 억제할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 청색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (b)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 녹색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (c)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 적색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 화소 배열을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치에 있어서의 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층의 적층 방법을 적층 순으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 청색 발광 재료, 녹색 발광 재료 및 적색 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에서 이용되는, 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼, 녹색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼, 및 적색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 유기 EL 표시 장치의 청색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (b)는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 유기 EL 표시 장치의 녹색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (c)는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 유기 EL 표시 장치의 적색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 6에서 사용되는, 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태 6의 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태 7에서 사용되는, 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태 7에서 사용되는, 녹색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 청색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (b)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 녹색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (c)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 적색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 화소 배열을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치에 있어서의 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층의 적층 방법을 적층 순으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 청색 발광 재료, 녹색 발광 재료 및 적색 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에서 이용되는, 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼, 녹색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼, 및 적색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 유기 EL 표시 장치의 청색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (b)는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 유기 EL 표시 장치의 녹색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, (c)는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 유기 EL 표시 장치의 적색 부화소에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 유기 EL 표시 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 6에서 사용되는, 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태 6의 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 유기 EL 표시 장치의 발광층 유닛의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태 7에서 사용되는, 청색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태 7에서 사용되는, 녹색 형광 발광 재료의 포토루미네센스 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.
〔실시 형태 1〕
본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 8에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
이하에서는 본 실시 형태에 따른 표시 장치로서 유기 EL 표시 장치를 예로 들어 설명한다.
<유기 EL 표시 장치의 개략 구성>
도 1은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 2의 (a)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3B)에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, 도 2의 (b)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3G)에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, 도 2의 (c)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3R)에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 화소 배열을 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 4는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 또한 도 4는, 도 3에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 L1-L2 선 단면에 상당하는, 하나의 화소 영역의 개략 구성의 일례를 도시하고 있다. 도 5의 (a) 내지 (c)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 있어서의 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G), 적색 발광층(34R)의 적층 방법을 적층 순으로 도시하는 평면도이다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 표시 영역(1a)에, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소(2)를 구비하고 있다. 또한 도 3에서는, 도시의 편의상 화소(2)의 수를 생략하고 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 각 화소(2)(즉, 1화소)는 3개의 부화소(3B·3G·3R)에 의하여 구성되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 부화소(3B·3G·3R)가 스트라이프 형상으로 배열된, RGB 스트라이프 배열이라 칭해지는 화소 배열을 갖는 유기 EL 표시 장치이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 이들 부화소(3B·3G·3R)에는, 발광색이 청색(B)인 유기 EL 소자(20B), 발광색이 녹색(G)인 유기 EL 소자(20B), 발광색이 적색(R)인 유기 EL 소자(20R)가 각각 마련되어 있다.
제1 색으로서 청색을 표시하는 부화소(3B)(제1 부화소, 청색의 부화소)는, 발광색이 청색인 유기 EL 소자(20B)를 포함하며, 청색의 광을 투과시킨다. 제2 색으로서 녹색을 표시하는 부화소(3G)(제2 부화소, 녹색의 부화소)는, 발광색이 녹색인 유기 EL 소자(20G)를 포함하며, 녹색의 광을 투과시킨다. 제3 색으로서 적색을 표시하는 부화소(3R)(제3 부화소, 적색의 부화소)는, 발광색이 적색인 유기 EL 소자(20R)를 포함하며, 적색의 광을 투과시킨다.
이하, 설명의 편의상, 이들 유기 EL 소자(20B·20G·20R)를 구별할 필요가 없는 경우에는, 이들 유기 EL 소자(20B·20G·20R)를 총칭하여 간단히 유기 EL 소자(20)라 칭한다. 마찬가지로 각 부화소(3B·3G·3R)를 구별할 필요가 없는 경우에는, 이들 부화소(3B·3G·3R)를 총칭하여 간단히 부화소(3)라 칭한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유기 EL 표시 장치(1)는, 예를 들어 TFT(Thin Film Transistor: 박막 트랜지스터) 기판(10)(기판)과 밀봉 기판(40)이 도시하지 않은 시일재를 개재하여 접합된 구성을 갖고 있다. TFT 기판(10) 상에는, 전술한 복수의 각 색의 유기 EL 소자(20)가 각각 마련되어 있다.
이들 각 색으로 발광하는 복수의 유기 EL 소자(20)는, TFT 기판(10) 및 밀봉 기판(40)으로 이루어지는 1쌍의 기판 사이에 봉입되어 있다. 유기 EL 소자(20)가 적층된 TFT 기판(10)과 밀봉 기판(40) 사이에는, 예를 들어 도시하지 않은 충전제층이 마련되어 있다. 이하에서는, TFT 기판(10)이 직사각 형상인 경우를 예로 들어 설명한다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 밀봉 기판(40)측으로부터 광을 취출하는 톱 에미션형의 표시 장치이다. 이하에 보다 상세히 설명한다.
<TFT 기판(10)의 구성>
TFT 기판(10)은, TFT(12)나 배선(14)을 포함하는 TFT 회로가 형성된 회로 기판이다. TFT 기판(10)은 지지 기판으로서, 도시하지 않은 절연 기판(11)을 구비하고 있다.
절연 기판(11)은, 절연성을 갖고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니다. 절연 기판(11)으로는, 예를 들어 유리 기판이나 석영 기판 등의 무기 기판, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리이미드 수지 등을 포함하는 플라스틱 기판 등, 공지된 각종 절연 기판을 사용할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 후술하는 바와 같이, 절연 기판(11)으로서, 투광성을 갖는 유리 기판(투광성 기판)을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 톱 에미션형의 유기 EL 소자(20)에 있어서는 절연 기판(11)에 투광성을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 본 실시 형태와 같이 유기 EL 표시 장치(1)가 톱 에미션형의 유기 EL 표시 장치인 경우, 절연 기판(11)으로서, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판, 알루미늄(Al) 또는 철(Fe) 등을 포함하는 금속 기판의 표면에, 산화실리콘 또는 유기 절연 재료 등을 포함하는 절연물을 코팅한 기판, Al 등을 포함하는 금속 기판의 표면을 양극 산화 등의 방법에 의하여 절연화 처리한 기판 등, 투광성을 갖지 않는 절연 기판(비투광성 기판)을 사용해도 된다.
절연 기판(11) 상에는, 수평 방향으로 부설된 복수의 게이트선과, 수직 방향으로 부설되어, 게이트선과 교차하는 복수의 신호선을 포함하는 복수의 배선(14)이 마련되어 있다. 이들 배선(14) 및 TFT(12)는 층간 절연막(13)에 의하여 덮여 있다. 또한 게이트선에는, 게이트선을 구동하는 도시하지 않은 게이트선 구동 회로가 접속되고, 신호선에는, 신호선을 구동하는 도시하지 않은 신호선 구동 회로가 접속되어 있다.
TFT 기판(10) 상에는, 상기 배선(14)으로 둘러싸인 영역에 유기 EL 소자(20B)의 발광 영역(4B), 유기 EL 소자(20G)의 발광 영역(4G), 유기 EL 소자(20R)의 발광 영역(4R)이 각각 마련되어 있다. 이하, 이들 각 발광 영역(4B·4G·4R)을 구별할 필요가 없는 경우에는, 이들 발광 영역(4B·4G·4R)을 총칭하여 간단히 발광 영역(4)이라 칭한다.
즉, 이들 배선(14)으로 둘러싸인 영역이 하나의 부화소(3)(도트)이며, 부화소(3)마다 R, G, B의 각 발광 영역(4)이 구획 형성되어 있다.
각 부화소(3)에는 각각, 유기 EL 소자(20)에 구동 전류를 공급하는 구동용 트랜지스터로서의 TFT를 포함하는 복수의 TFT(12)가 마련되어 있다. 각 부화소(3)의 발광 강도는 배선(14) 및 TFT(12)에 의한 주사 및 선택에 따라 결정된다. 이와 같이 유기 EL 표시 장치(1)는, TFT(12)를 사용하여 각 유기 EL 소자(20)를 선택적으로 원하는 휘도로 발광시킴으로써 화상을 표시한다.
<유기 EL 소자(20)의 구성>
도 4에 도시한 바와 같이, 각 유기 EL 소자(20)는 제1 전극(21), 유기 EL층(22), 제2 전극(23)을 구비하고 있다. 유기 EL층(22)은 제1 전극(21)과 제2 전극(23) 사이에 협지되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 전극(21)과 제2 전극(23) 사이에 마련된 층을 총칭하여 유기 EL층(22)이라 칭한다.
유기 EL층(22)은, 적어도 1층의 기능층으로 이루어지는 유기층이며, 각 유기 EL 소자(20)에 있어서의 유기 EL층(22)은, 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G), 적색 발광층(34R) 중 적어도 1층을 포함하는 발광층 유닛(33)을 포함하고 있다. 이하, 이들 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G), 적색 발광층(34R)을 구별할 필요가 없는 경우에는, 이들 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G), 적색 발광층(34R)을 총칭하여 간단히 발광층(34)이라 칭한다.
이들 제1 전극(21), 유기 EL층(22), 제2 전극(23)은 TFT 기판(10)측으로부터 이 순서대로 적층되어 있다.
제1 전극(21)은 부화소(3)마다 섬 형상으로 패턴 형성되어 있으며, 제1 전극(21)의 단부는 뱅크(15)(격벽, 에지 커버)로 덮여 있다. 제1 전극(21)은, 층간 절연막(13)에 마련된 콘택트 홀(13a)을 통하여 각각 TFT(12)와 접속되어 있다.
뱅크(15)는 절연층이며, 예를 들어 감광성 수지로 구성되어 있다. 뱅크(15)는 제1 전극(21)의 단부에서, 전극 집중이나 유기 EL층(22)이 얇아져서 제2 전극(23)과 단락되는 것을 방지한다. 또한 뱅크(15)는, 인접하는 부화소(3)에 전류가 누설되지 않도록 화소 분리막으로서도 기능하고 있다.
뱅크(15)에는 부화소(3)마다 개구부(15a)가 마련되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이 개구부(15a)에 의한 제1 전극(21) 및 유기 EL층(22)의 노출부가 각 부화소(3)의 발광 영역(4)이며, 그 이외의 영역은 비발광 영역이다.
한편, 제2 전극(23)은, 각 부화소(3)에 공통으로 마련된 공통 전극이다. 제2 전극(23)은 모든 화소(2)에 있어서의 부화소(3)에 공통적으로 마련되어 있다. 단, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 부화소(3)마다 제2 전극(23)이 마련되어 있어도 된다.
제2 전극(23) 상에는, 해당 제2 전극(23)을 덮도록 보호층(24)이 마련되어 있다. 보호층(24)은, 상측 전극인 제2 전극(23)을 보호하고, 산소나 수분이 외부로부터 각 유기 EL 소자(20) 내에 침입하는 것을 저지한다. 또한 보호층(24)은, 모든 유기 EL 소자(20)에 있어서의 제2 전극(23)을 덮도록 모든 유기 EL 소자(20)에 공통적으로 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 부화소(3)에 형성된, 제1 전극(21), 유기 EL층(22), 제2 전극(23), 및 필요에 따라 형성되는 보호층(24)을 통틀어 유기 EL 소자(20)라 칭한다.
(제1 전극(21) 및 제2 전극(23))
제1 전극(21) 및 제2 전극(23)은 1쌍의 전극이며, 한쪽이 양극으로서 기능하고 다른 쪽이 음극으로서 기능한다.
양극은, 발광층 유닛(33)에 정공(h+)을 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 된다. 또한 음극은, 발광층 유닛(33)에 전자(e-)를 주입하는 전극으로서의 기능을 갖고 있으면 된다.
양극 및 음극의 형상, 구조, 크기 등은 특별히 제한은 없으며, 유기 EL 소자(20)의 용도, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전극(21)이, 패턴화된 양극이고, 제2 전극(23)이, 모든 화소(2)에 있어서의 부화소(3)에 공통적으로 마련된 음극인 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(21)이 음극이고 제2 전극(23)이 양극이어도 된다. 제1 전극(21)이 양극이고 제2 전극(23)이 음극인 경우와, 제1 전극(21)이 음극이고 제2 전극(23)이 양극인 경우에는, 발광층 유닛(33)을 구성하는 각 기능층의 적층 순 또는 캐리어 이동도(캐리어 수송성, 즉, 정공 수송성과 전자 수송성과)가 반전된다. 마찬가지로 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)을 구성하는 재료도 반전된다.
양극 및 음극으로서 사용할 수 있는 전극 재료로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 공지된 전극 재료를 사용할 수 있다.
양극으로서는, 예를 들어 금(Au), 백금(Pt) 및 니켈(Ni) 등의 금속, 그리고 산화인듐주석(ITO), 산화주석(SnO2), 산화인듐아연(IZO), 갈륨 첨가 산화아연(GZO) 등의 투명 전극 재료 등을 이용할 수 있다.
한편, 음극으로서는, 발광층(34)에 전자를 주입할 목적으로 일 함수가 작은 재료가 바람직하다. 음극으로서는, 예를 들어 리튬(Li), 칼슘(Ca), 세륨(Ce), 바륨(Ba), 알루미늄(Al) 등의 금속, 또는 이들 금속을 함유하는 Ag(은)-Mg(마그네슘) 합금, Al-Li 합금 등의 합금 등을 이용할 수 있다.
또한 양극 및 음극의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래와 마찬가지로 설정할 수 있다.
발광층 유닛(33)에서 발생시킨 광은, 제1 전극(21) 및 제2 전극(23) 중 어느 한쪽 전극측으로부터 광이 취출된다. 광을 취출하는 측의 전극에는, 투광성 전극 재료를 사용한 투명 또는 반투명의 투광성 전극(투명 전극, 반투명 전극)을 사용하고, 광을 취출하지 않는 측의 전극에는, 반사 전극 재료를 사용한 반사 전극, 또는 반사 전극으로서 반사층을 갖는 전극을 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로서는 다양한 도전성 재료를 사용할 수 있지만, 전술한 바와 같이 유기 EL 표시 장치(1)가 톱 에미션형의 유기 EL 표시 장치인 경우, 유기 EL 소자(20)를 지지하는 지지체인 TFT 기판(10)측의 제1 전극(21)을 반사 전극 재료로 형성하고, 유기 EL 소자(20)를 사이에 두고 제1 전극(21)과는 반대측에 위치하는 제2 전극(23)을 투명 또는 반투명의 투광성 전극 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
제1 전극(21) 및 제2 전극(23)은 각각, 하나의 전극 재료를 포함하는 단층이어도 되고, 복수의 전극 재료를 포함하는 적층 구조를 갖고 있어도 된다.
따라서 전술한 바와 같이 유기 EL 소자(20)가 톱 에미션형의 유기 EL 소자인 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전극(21)을 반사 전극(21a)(반사층)과 투광성 전극(21b)의 적층 구조로 해도 된다. 본 실시 형태에서는, 제1 전극(21)은, TFT 기판(10)측으로부터 반사 전극(21a), 투광성 전극(21b)이 이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다.
반사 전극 재료로서는, 예를 들어 탄탈륨(Ta) 또는 탄소(C) 등의 흑색 전극 재료, Al, Ag, 금(Au), Al-Li 합금, Al-네오디뮴(Nd) 합금, 또는 Al-실리콘(Si) 합금 등의 반사성 금속 전극 재료 등을 들 수 있다.
또한 투광성 전극 재료로서는, 예를 들어 전술한 투명 전극 재료 등을 사용해도 되고, 박막으로 한 Ag 등의 반투명의 전극 재료를 사용해도 된다.
반사 전극(21a)은, 각 부화소(3)에 있어서의 TFT(12)의 드레인 전극과 접속되도록 부화소(3)마다 동일한 막 두께로 독립적으로 형성되어 있다.
투광성 전극(21b)은, 반사 전극(21a)과, 음극으로서의 제2 전극(23) 사이의 거리가, 각 부화소(3)로부터 발광되는 각 색의 파장 영역의 광의 피크 파장의 강도를 증강시키는 거리로 되도록, 각 부화소(3)로부터 발광되는 각 색의 파장 영역의 광의 피크 파장에 따른 두께로 형성되어 있다.
(유기 EL층(22))
유기 EL층(22)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 기능층으로서, 제1 전극(21)측으로부터 정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 발광층(34)을 포함하는 발광층 유닛(33), 전자 수송층(35), 전자 주입층(36)이 이 순서대로 적층된 구성을 갖고 있다. 정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 전자 수송층(35), 전자 주입층(36)은, 복수의 화소(2)에 공통되는 공통층으로서, 복수의 화소(2)에 걸쳐져 형성되어 있다. 이 때문에 이들 정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 전자 수송층(35), 전자 주입층(36)은 부화소(3B·3G·3R)에 공통적으로 형성되어 있다.
단, 발광층 유닛(33) 이외의 기능층은 유기 EL층(22)으로서 필수적인 층은 아니며, 요구되는 유기 EL 소자(20)의 특성에 따라 적절히 형성하면 된다. 이하에 상기 각 기능층에 대하여 설명한다.
(발광층 유닛(33))
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 적색 발광층(34R)과 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)을 포함하는 발광층 유닛(33)을 포함하고 있다.
적색 발광층(34R)은, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 전체 화소(2)에 있어서의 부화소(3B·3G·3R)(달리 말하면 유기 EL 소자(20B·20G·20R))에 공통되는 단일의 공통층(공통 청색 발광층)으로서 표시 영역(1a) 전체에 마련되어 있으며, 전체 화소(2)에 걸쳐져, 예를 들어 솔리드 형상으로 형성되어 있다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 청색 발광층(34B)은, 각 화소(2)에 있어서의 부화소(3B·3G)(달리 말하면 유기 EL 소자(20B·20G)에 공통되는 공통층(공통 청색 발광층)으로서, 예를 들어 열 방향으로 배열되는 복수의 화소(2)에 있어서의 부화소(3B·3G)에 걸쳐져, 예를 들어 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 녹색 발광층(34G)은 개별층이며, 각 화소(2)에 있어서의 부화소(3G)(달리 말하면 유기 EL 소자(20G))에만 형성되어 있다. 녹색 발광층(34G)은, 예를 들어 열 방향으로 배열되는 복수의 화소(2)에 있어서의 부화소(3G)에 걸쳐져, 예를 들어 스트라이프 형상으로 형성되어 있다.
도 1, 도 4 및 도 5의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 발광층 유닛(33)은, 각 화소(2)에 있어서, 적색 발광층(34R), 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G)이 제1 전극(21)측으로부터 이 순서대로 서로 인접하여 적층된 구성을 갖고 있다.
이 때문에 본 실시 형태에서는, 부화소(3B)에서는 제1 전극(21)과 제2 전극 사이에, 발광층 유닛(33)으로서 적색 발광층(34R), 청색 발광층(34B)이 제1 전극(21)측으로부터 이 순서대로 서로 인접하여 적층되어 있다. 부화소(3G)에서는 제1 전극(21)과 제2 전극 사이에, 발광층 유닛(33)으로서 적색 발광층(34R), 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G)이 제1 전극(21)측으로부터 이 순서대로 서로 인접하여 적층되어 있다. 부화소(3R)에서는 제1 전극(21)과 제2 전극 사이에, 발광층 유닛(33)으로서 적색 발광층(34R)만이 마련되어 있다.
청색 발광층(34B)은 발광 재료(제1 발광 재료)로서, 청색의 광을 발광하는 청색 형광 발광 재료를 포함하고 있다. 녹색 발광층(34G)은 발광 재료(제2 발광 재료)로서, 녹색의 광을 발광하는 녹색 형광 발광 재료를 포함하고 있다. 적색 발광층(34R)은 발광 재료(제3 발광 재료)로서, 적색의 광을 발광하는 적색 형광 발광 재료를 포함하고 있다.
도 6은, 청색 발광 재료, 녹색 발광 재료 및 적색 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위(이하, 「S1 준위」라 기재함)의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6 중, S1 (1)은 청색 발광 재료의 S1 준위를 나타내고, S1 (2)는 녹색 발광 재료의 S1 준위를 나타내고, S1 (3)은 적색 발광 재료의 S1 준위를 나타낸다. 또한 도 6중, S0은 일중항 기저 상태를 나타낸다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 녹색 발광 재료의 S1 준위(S1 (2))는 청색 발광 재료의 S1 준위(S1 (1))보다도 낮고, 적색 발광 재료의 S1 준위(S1 (3))는 녹색 발광 재료의 S1 준위(S1 (2))보다도 낮다. 즉, 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위는 청색 형광 발광 재료의 S1 준위보다도 낮고, 적색 형광 발광 재료의 S1 준위(S1 (3))는 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위(S1 (2))보다도 낮다.
또한 도 7은, 청색 형광 발광 재료의 PL(포토루미네센스) 발광 스펙트럼 및 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
또한 도 7에서는, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼으로서 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌(TBP)의 PL 발광 스펙트럼을 나타냄과 함께, 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼으로서 2,3-(2-벤조티아졸릴)-7-(디에틸아미노)쿠마린(쿠마린 6)의 흡수 스펙트럼을 나타내고 있다.
발광층 유닛(33)이, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같은 적층 구조를 갖는 경우, 도 7에 도시한 바와 같이, 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 발광 재료(본 실시 형태에서는 녹색 형광 발광 재료)의 흡수 스펙트럼의 일부는 중첩되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 청색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부가 중첩되어 있음으로써 청색 발광 재료로부터 녹색 발광 재료로의 에너지 이동이 일어나기 쉽다.
도 1에 도시한 바와 같이, 부화소(3G·3B)에 있어서 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)은 직접 접촉해 있는 점에서, 이들 부화소(3G·3B)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이의 거리(즉, 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)에 있어서의 서로의 대향면 사이의 거리 DBG)는 푀르스터 반경 이하이다.
푀르스터 반경이란, 푀르스터 천이가 일어날 수 있는, 서로 인접하는 발광층(34) 사이의 거리(구체적으로는 서로 인접하는 발광층(34)에 있어서의 서로 가장 인접하는, 서로의 대향면 사이의 거리)를 의미한다. 서로 인접하는 한쪽 발광층(34)에 포함되는 발광 재료의 PL(포토루미네센스) 발광 스펙트럼과 다른 쪽 발광층(34)에 포함되는 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 중첩 정도가 크면 푀르스터 반경은 커지고, 중첩 정도가 작으면 푀르스터 반경도 작아진다. 일반적으로 푀르스터 반경은 1 내지 10㎚ 정도라 한다.
또한 푀르스터 천이란, 서로 인접하는 발광층(34) 사이에 있어서의, 높은 에너지 준위를 갖는 일중항 여기자로부터 낮은 에너지 준위를 갖는 일중항 기저 상태의 분자를 여기하는 에너지 이동을 의미한다.
또한 이 푀르스터 천이는, 서로 인접하는 발광층(34)이 푀르스터 반경 내에 존재하면 일어난다. 또한 3층 이상의 서로 인접하는 발광층(34)이 모두 푀르스터 반경 내에 존재하면, 3층 이상의 서로 인접하는 발광층(34) 사이에 있어서, 높은 에너지 준위를 갖는 일중항 여기자로부터 낮은 에너지 준위를 갖는 일중항 기저 상태의 분자를 여기하도록 단계적으로 복수의 푀르스터 천이가 일어난다.
도 6에 나타낸 바와 같이, S1 (1), S1 (2), S1 (3)은 S1 (1)>S1 (2)>S1 (3)의 순으로 높다. 이 때문에 에너지의 이동은 청색 발광 재료→녹색 발광 재료, 녹색 발광 재료→적색 발광 재료로 일어나기 쉽다.
또한 도 8은, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼, 녹색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼, 및 적색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다.
또한 도 8에서는, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼으로서 TBPe의 PL 발광 스펙트럼을 나타내고, 녹색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼으로서 쿠마린 6의 PL 발광 스펙트럼을 나타내고, 적색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼으로서 Ir(piq)3의 PL 발광 스펙트럼을 나타내고 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 청색 형광 발광 재료의 피크 파장(제1 피크 파장)은 대략 470㎚이고, 녹색 형광 발광 재료의 피크 파장(제2 피크 파장)은 대략 520㎚이고, 상기 적색 형광 발광 재료의 피크 파장(제3 피크 파장)은 대략 590㎚이다.
이와 같이 녹색 발광 재료는, 청색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 피크 파장보다도 장파장의 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 적색 발광 재료는, 녹색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 피크 파장보다도 장파장의 피크 파장을 갖는 광을 발광한다. 발광 재료가 발광하는 광의 파장은 흡수한 광의 파장보다도 저파장이어서, 녹색 발광 재료는 청색 파장 영역의 광을 흡수하여 녹색의 광을 발광하고, 적색 발광 재료는 녹색 파장 영역의 광을 흡수하여 적색의 광을 발광한다. 이 때문에, 청색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼은 파장적으로 떨어져 있어서 중첩의 정도가 작아 거의 중첩이 존재하지 않는다. 이 때문에 청색 발광 재료로부터 적색 발광 재료로의 푀르스터 천이는 일어나지 않으며, 청색 발광 재료로부터 적색 발광 재료로 푀르스터 천이시키기 위해서는 청색 발광 재료→녹색 발광 재료, 녹색 발광 재료→적색 발광 재료라는 2단계의 푀르스터 천이를 행할 필요가 있다.
즉, 청색 발광 재료의 S1 준위로부터 녹색 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 직접 일어나지만 청색 발광 재료의 S1 준위로부터 적색 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 직접 일어나지는 않는다. 또한 도 8에서는 형광 발광 재료를 예로 들어 도시 및 설명을 행하였지만, 발광 재료에 인광 발광 재료를 사용한 경우에도 마찬가지라 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 부화소(3G)에 있어서의 청색 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 일어나지만 부화소(3B·3G)에 있어서의 청색 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 적색 형광 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 일어나지 않는다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 부화소(3G)에서, 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된 경우, 청색 발광층(34G)으로부터 녹색 발광층(34G)으로는 푀르스터 천이가 일어나지만 청색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로 푀르스터 천이는 일어나지 않는다. 또한 부화소(3B)에서, 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된 경우, 청색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로 푀르스터 천이는 일어나지 않는다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 청색 발광 재료 및 적색 발광 재료의 조합으로서는 특별히 한정되지 않지만, 청색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 중첩이 가능한 한 작아지는 재료끼리를 조합하는 것이 바람직하고, 청색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼에 중첩이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다.
또한 전술한 바와 같이, 상기 유기 EL 표시 장치(1)에는, 부화소(3G)에, 녹색 발광 재료보다도 에너지 준위가 낮은 적색 발광 재료를 발광 재료로 하는 적색 발광층(34R)이 마련되어 있다. 전술한 바와 같이, 에너지의 이동은 녹색 발광 재료→적색 발광 재료로 일어나기 쉬우며, 적색 발광 재료는 녹색 파장 영역의 광을 흡수하여 적색의 광을 발광하는 점에서, 녹색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 일부는 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부에 중첩된다. 이 때문에 상기 유기 EL 표시 장치에서는, 부화소(3G)에서, 녹색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로 에너지가 이동하지 않도록 할 필요가 있다. 이 때문에 부화소(3G)에서는, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 거리(즉, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R)에 있어서의 서로의 대향면 사이의 거리 DGR)를 푀르스터 반경보다도 크게 할 필요가 있다.
일반적으로 푀르스터 반경은 1 내지 10㎚ 정도인 점에서, 2개의 발광층(34)에 있어서의 서로의 대향면 사이의 거리를 10㎚보다도 크게 이격시키면 푀르스터 천이는 일어나지 않는다.
그러나 상기 2개의 발광층(34)에 있어서의 서로의 대향면 사이의 거리를 적어도 15㎚ 이격시킴으로써, 상기 2개의 발광층(34)의 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼이 완전히 중첩되는 경우에도 상기 2개의 발광층(34) 사이에 있어서 푀르스터 천이가 일어나지 않는다. 이 때문에 부화소(3G)에 있어서의, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 거리 DGR은 15㎚ 이상인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에는 청색 발광층(34B)만이 마련되어 있다. 이 때문에 청색 발광층(34B)은 푀르스터 반경을 초과하는 층 두께로 설정된다. 이 때문에 청색 발광층(34B)은 적어도 15㎚의 층 두께를 갖고 있는 것이 바람직하다.
또한 적색 발광층(34R)의 층 두께 및 녹색 발광층(34G)의 층 두께는 종래와 마찬가지로 설정하면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한 각 발광층(34)은, 캐리어(정공 및 전자)의 수송을 담당하는 호스트 재료와, 발광 재료로서 발광을 담당하는 발광 도펀트(게스트) 재료의 2성분계로 형성되어 있어도 되고, 발광 재료 단독으로 형성되어 있어도 된다.
발광층(34) 중의 재료(성분) 중 함유 비율이 가장 많은 재료는 호스트 재료여도 되고, 발광 재료여도 된다.
호스트 재료는, 정공 및 전자의 주입이 가능하며, 정공과 전자가 수송되고 그 분자 내에서 재결합함으로써 발광 재료를 발광시키는 기능을 갖고 있다. 호스트 재료를 사용하는 경우, 발광 재료는 호스트 재료에 균일하게 분산된다.
호스트 재료를 사용하는 경우, 호스트 재료로는, S1 준위 및 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 준위(이하, 「T1 준위」라 기재함) 중 적어도 한쪽이 발광 재료의 그것보다도 높은 값을 갖는 유기 화합물이 사용된다. 이것에 의하여, 호스트 재료는 발광 재료의 에너지를 해당 발광 재료 중에 가두어 둘 수 있어, 발광 재료에 의한 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 따른 적층 구조를 갖는 각 부화소(3)에서 표시해야 할 발광색을 효율적으로 얻기 위해서는, 청색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 도 1에 정공(h+) 및 전자(e-)의 이동을 화살표로 나타낸 바와 같이, 부화소(3G)에 있어서 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 캐리어를 녹색 발광층(34G)의 방향을 향하여 흐르게 하는 재료인 것이 바람직하며, 이 때문에, 정공 이동도가 전자 이동도보다도 높은 정공 수송성 재료인 것이 바람직하다.
또한 적색 발광층(34R) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 부화소(3B)(부화소(3B·3G)가 동일한 적층 구조를 포함하는 것을 생각하면, 부화소(3B·3G))에 있어서 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 캐리어를 청색 발광층(34B)의 방향을 향하여 흐르게 하는 재료인 것이 바람직하다. 단, 청색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료가, 전술한 바와 같이 부화소(3G)에 있어서 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 캐리어를 녹색 발광층(34G)의 방향을 향하여 흐르게 하는 재료인 점에서, 적색 발광층(34R) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 캐리어를 적어도 청색 발광층(34B)의 방향을 향하여 흐르게 하는 재료이면 된다. 이 때문에, 적색 발광층(34R) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 정공 수송성 재료이거나, 또는 적색 발광층(34R) 전체로서 정공 수송성 및 전자 수송성이 모두 높은 바이폴라 수송성을 나타내는 것이 바람직하고, 그 중에서도 바이폴라 수송성을 나타내는 것이 보다 바람직하다. 또한 적색 발광층(34R)이 바이폴라 수송성을 나타내는 경우, 적색 발광층(34R) 중에 포함되는 재료는, 단독으로 바이폴라 수송성을 나타내는 재료여도 되고, 단독으로는 정공 이동도가 전자 이동도보다도 높은 정공 수송성, 또는 전자 이동도가 정공 이동도보다도 높은 전자 수송성을 나타내는 재료를, 적색 발광층(34R)으로서 바이폴라 수송성을 나타내도록 2종류 이상 조합하여 사용하더라도 상관없다.
녹색 발광층(34G)의 재료의 캐리어 이동도는 특별히 제한은 없지만, 녹색 발광층(34G) 중의 재료 중 혼합 비율이 가장 높은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 전자 수송성 재료 또는 바이폴라 수송성 재료인 것이 바람직하고, 전자 수송성 재료인 것이 보다 바람직하다. 이 이유는 이하와 같다.
요즈음의 유기 EL 표시 장치 업계의 개발 상황에 근거하면, 정공 수송성의 호스트 재료보다도 전자 수송성의 호스트 재료 쪽이 합성이 용이하고 또한 종류가 풍부하며 개발도 매우 진전되어 있다. 이 때문에, 호스트 재료로서 전자 수송성의 호스트 재료를 선택하는 편이, 정공 수송성의 호스트 재료보다도 특성이 좋은 재료를 입수하기 쉽다.
실제로 정공 이동도가 매우 높은 정공 수송성 재료보다도 전자 이동도가 매우 높은 전자 수송성 재료 쪽이 잘 알려져 있으며, 예를 들어 현재 시장에 보이는 정공 수송성의 호스트 재료보다도 전자 수송성의 호스트 재료 쪽이 저전압화되기 쉬운 경향이 있다. 이 때문에, 정공 수송성의 호스트 재료를 사용하는 것보다도 전자 수송성의 호스트 재료를 사용하는 편이 저전압화를 기대할 수 있다.
정공 수송성의 호스트 재료로서는, 예를 들어 4,4'-비스[N-페닐-N-(3''-메틸페닐)아미노]비페닐(TPD), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(ADN), 1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠(mCP), 3,3'-디(9H-카르바졸-9-일)비페닐(mCBP) 등의 정공 수송성 재료를 들 수 있다. 전자 수송성의 호스트 재료로서는 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP), 비스[(2-디페닐포스포릴)페닐]에테르(DPEPO), 4,4'-비스(2,2-디페닐 비닐)-1,1'-비페닐(DPVBi), 2,2',2''-(1,3,5-벤진톨릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤즈이미다졸릴)(TPBi), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀레이트)알루미늄(BAlq) 등의 전자 수송성 재료를 들 수 있다. 바이폴라 수송성의 호스트 재료로서는, 예를 들어 4,4'-비스(9-카르바조일)-비페닐(CBP) 등의 바이폴라 수송성 재료를 들 수 있다.
청색 형광 발광 재료로서는, 예를 들어 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌(TBPe), 비스[4-(9,9-디메틸-9,10-디히드로아크리딘)페닐]술폰(DMAC-DPS), 페릴렌, 4,5-비스(카르바졸-9-일)-1,2-디시아노벤젠(2CzPN) 등, 청색 발광하는 형광 발광 재료를 사용할 수 있다.
녹색 형광 발광 재료로서는, 예를 들어 3-(2-벤조티아졸릴)-7-(디에틸아미노)쿠마린(쿠마린 6), 8-히드록시퀴놀린알루미늄(Alq3), 1,2,3,5-테트라키스(카르바졸-9-일)-4,6-디시아노벤젠(4CzIPN), 1,2,3,4-테트라키스(카르바졸-9-일)-5,6-디시아노벤젠(4CzPN), 다음 식
으로 표시되는 PXZ-DPS 등을 들 수 있다.
적색 형광 발광 재료로서는, 예를 들어 테트라페닐디벤조페리플란텐(DBP), (E)-2-{2-[4-(디메틸아미노)스티릴]-6-메틸-4H-피란-4-일리덴}말로노니트릴(DCM) 등을 들 수 있다.
또한 청색 형광 발광 재료 및 적색 형광 발광 재료는 TADF 재료(Thermally Activated Delayed Fluorescence: 열 활성화 지연 형광)인 것이 바람직하다. 또한 녹색 형광 발광 재료는 TADF 재료여도 된다.
TADF 재료는, 열 활성화에 의하여 최저 여기 삼중항 상태로부터 역항 간 교차에 의하여 최저 여기 일중항 상태를 생성할 수 있는 재료이며, S1 준위와 T1 준위의 에너지 차 ΔEST가 극히 작은 지연 형광 재료이다. 발광 재료로, 이와 같이 S1 준위와 T1 준위의 에너지 차 ΔEST가 극히 작은 지연 형광 재료를 사용함으로써, 열에너지에 의한 T1 준위로부터 S1 준위로의 역항 간 교차가 발생한다. 이 TADF 재료에 의한 지연 형광을 이용하면, 형광형 발광에 있어서도 이론상, 내부 양자 효율을 100%로까지 높일 수 있다. ΔEST는, 작으면 작을수록 최저 여기 삼중항 상태로부터 최저 여기 일중항 상태로 역항 간 교차시키기 쉬우며, ΔEST가 0.3eV 이하이면 실온에서도 비교적 용이하게 역항 간 교차시킬 수 있다.
청색 발광하는 TADF 재료로서는, 예를 들어 전술한 2CzPN, DMAC-DPS 등을 들 수 있다. 또한 녹색 발광하는 TADF 재료로서는, 예를 들어 전술한 4CzIPN, 4CzPN, PXZ-DPS 등을 들 수 있다.
또한 적색 발광하는 TADF 재료로서는, 예를 들어 다음 식
으로 표시되는 PPZ-DPO, 다음 식
으로 표시되는 PPZ-DPS, 다음 식
으로 표시되는 4CzTPN-Ph 등을 들 수 있다.
(정공 주입층(31) 및 정공 수송층(32))
정공 주입층(31)은, 정공 주입성 재료를 포함하고 발광층(34)에 대한 정공 주입 효율을 높이는 기능을 갖는 층이다. 정공 주입층(31)과 정공 수송층(32)은 서로 독립된 층으로서 형성되어 있어도 되고, 정공 주입층 겸 정공 수송층으로서 일체화되어 있어도 된다. 또한 정공 주입층(31)과 정공 수송층(32)이 양쪽 다 마련되어 있을 필요는 없으며, 한쪽만(예를 들어 정공 수송층(32)만)이 마련되어 있어도 된다.
정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 또는 정공 주입층 겸 정공 수송층의 재료, 즉, 정공 주입성 재료 또는 정공 수송성 재료로는 기지의 재료를 사용할 수 있다.
이들 재료로서는, 예를 들어 나프탈렌, 안트라센, 아자트리페닐렌, 플루오레논, 히드라존, 스틸벤, 트리페닐렌, 벤진, 스티릴아민, 트리페닐아민, 포르피린, 트리아졸, 이미다졸, 옥사디아졸, 옥사졸, 폴리아릴알칸, 페닐렌디아민, 아릴아민, 및 이들의 유도체, 티오펜계 화합물, 폴리실란계 화합물, 비닐카르바졸계 화합물, 아닐린계 화합물 등의 쇄상식 혹은 복소환식 공액계의 모노머, 올리고머, 또는 폴리머 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(α-NPD), 2,3,6,7,10,11-헥사시아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌(HAT-CN), 1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠(mCP), 디-[4-(N,N-디톨릴-아미노)-페닐]시클로헥산(TAPC), 9,10-디페닐안트라센-2-술포네이트(DPAS), N,N'-디페닐-N,N'-(4-(디(3-톨릴)아미노)페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민(DNTPD), 이리듐(Ⅲ)트리스[N,N'-디페닐벤즈이미다졸-2-일리덴-C2,C2'](Ir(dpbic)3), 4,4',4''-트리스-(N-카르바졸릴)-트리페닐아민(TCTA), 2,2-비스(p-트리멜리트옥시페닐)프로판산 무수물(BTPD), 비스[4-(p,p-디톨릴아미노)페닐]디페닐실란(DTASi) 등이 사용된다.
또한 정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 정공 주입층 겸 정공 수송층은, 불순물이 도핑되어 있지 않은 진성 정공 주입성 재료 또는 진성 정공 수송성 재료여도 되며, 도전성을 높이는 등의 이유에서 불순물이 도핑되어 있더라도 상관없다.
또한 고효율의 발광을 얻기 위해서는, 여기 에너지를 발광층 유닛(33) 중, 특히 발광층 유닛(33)에 있어서의 발광층(34) 내에 가두어 두는 것이 바람직하다. 이 때문에, 상기 정공 주입성 재료 및 정공 수송성 재료로서는, 발광층(34) 중의 발광 재료의 S1 준위 및 T1 준위보다도 여기 준위가 높은 S1 준위 및 T1 준위를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 상기 정공 주입성 재료 및 정공 수송성 재료로서는, 여기 준위가 높고 또한 높은 정공 이동도를 갖는 재료를 선택하는 것이 보다 바람직하다.
(전자 수송층(35) 및 전자 주입층(36))
전자 주입층(36)은, 전자 주입성 재료를 포함하고 발광층(34)에 대한 전자 주입 효율을 높이는 기능을 갖는 층이다.
또한 전자 수송층(35)은, 전자 수송성 재료를 포함하고 발광층(34)에 대한 전자 수송 효율을 높이는 기능을 갖는 층이다.
또한 전자 주입층(36)과 전자 수송층(35)은 서로 독립된 층으로서 형성되어 있어도 되고, 전자 주입층 겸 전자 수송층으로서 일체화되어 있어도 된다. 또한 전자 주입층(36)과 전자 수송층(35)이 양쪽 다 마련되어 있을 필요도 없으며, 한쪽만, 예를 들어 전자 수송층(35)만이 마련되어 있어도 된다. 물론 양쪽 다 마련되어 있지 않더라도 상관없다.
전자 주입층(36), 전자 수송층(35), 또는 전자 주입층 겸 전자 수송층의 재료, 즉, 전자 주입성 재료 또는 전자 수송성 재료로서 사용할 수 있는 재료로서는 기지의 재료를 사용할 수 있다.
이들 재료로서는, 예를 들어 퀴놀린, 페릴렌, 페난트롤린, 비스스티릴, 피라진, 트리아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 플루오레논, 및 이들의 유도체나 금속 착체, 불화리튬(LiF) 등을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 예를 들어 비스[(2-디페닐포스포릴)페닐]에테르(DPEPO), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen), 3,3'-비스(9H-카르바졸-9-일)비페닐(mCBP), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP), 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(TPBI), 3-페닐-4(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸(TAZ), 1,10-페난트롤린, Alq(트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄), LiF 등을 들 수 있다.
(보호층(24))
보호층(24)은, 투광성을 갖는 절연성 재료나 도전성 재료로 형성된다. 보호층(24)의 재료로서는, 예를 들어 질화실리콘(SiN), 산화실리콘(SiO), 산질화실리콘(SiON), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 무기 절연 재료나, ITO 등의 도전성 재료를 들 수 있다. 또한 보호층(24)은 무기 절연층과 유기 절연층의 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 상기 유기 절연층에 사용되는 유기 절연 재료로서는, 예를 들어 폴리실록산, 산화탄화규소(SiOC), 아크릴레이트, 폴리요소, 파릴렌, 폴리이미드, 폴리아미드 등을 들 수 있다.
보호층(24)의 두께는, 산소나 수분이 외부로부터 유기 EL 소자(20) 내에 침입하는 것을 저지할 수 있도록 재료에 따라 적절히 설정하면 되며, 특별히 한정되지 않는다.
(밀봉 기판(40))
밀봉 기판(40)으로서는, 예를 들어 유리 기판 또는 플라스틱 기판 등의 절연 기판이 사용된다. 본 실시 형태와 같이 유기 EL 표시 장치(1)가 톱 에미션형의 유기 EL 표시 장치인 경우, 밀봉 기판(40)으로는 투광성을 갖는 절연 기판이 사용된다.
또한 절연 기판(11) 및 밀봉 기판(40)은 각각 플렉시블성을 갖는 절연 필름이어도 되며, 이들 절연 기판(11) 및 밀봉 기판(40)으로 각각 굴곡성을 갖는 기판을 사용함으로써 상기 유기 EL 표시 장치(1)를 플렉시블 디스플레이 또는 벤더블 디스플레이로 할 수도 있다.
또한 TFT 기판(10)과 밀봉 기판(40) 사이에는, 밀봉 기판(40)이 TFT 기판(10)에 충돌하여 유기 EL 소자(20)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 도시하지 않은 갭 스페이서가 마련되어 있어도 된다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법>
다음으로, 상기 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법에 대하여 주로 도 1, 도 4 및 도 5의 (a) 내지 (c)를 참조하여 이하에 설명한다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 공정은, 전술한 TFT 기판(10)을 제작하는 TFT 기판 제작 공정과, 해당 TFT 기판(10) 상에 유기 EL 소자(20)를 형성하는 유기 EL 소자 제작 공정과, 해당 유기 EL 소자 제작 공정에서 제작한 유기 EL 소자(20)를 밀봉하는 밀봉 공정을 구비하고 있다.
유기 EL 소자 제작 공정은, 예를 들어 양극 형성 공정, 정공 주입층 형성 공정, 정공 수송층 형성 공정, 적색 발광층 형성 공정, 청색 발광층 형성 공정, 녹색 발광층 형성 공정, 전자 수송층 형성 공정, 전자 주입층 형성 공정, 음극 형성 공정, 보호층 형성 공정을 포함하고 있다.
본 실시 형태에서는 유기 EL 소자 제작 공정을 이 순서대로 행한다. 이것에 의하여 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, TFT 기판(10) 상에 반사 전극(21a), 투광성 전극(21b), 정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 적색 발광층(34R), 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G), 전자 수송층(35), 전자 주입층(36), 제2 전극(23), 보호층(24)을 TFT 기판(10)측으로부터 이 순서대로 적층하였다.
이하에, 상기한 각 공정에 대하여 설명한다.
먼저, TFT 기판 제작 공정에서, 공지된 기술로 TFT(12) 및 배선(14) 등이 형성된 절연 기판(11) 상에 감광성 수지를 도포하고 포토리소그래피 기술에 의하여 패터닝을 행함으로써, 절연 기판(11) 상에 평탄화막(단차 보상막)으로서 층간 절연막(13)을 형성한다.
층간 절연막(13)으로서는, 예를 들어 아크릴 수지나 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있다. 층간 절연막(13)의 막 두께로서는, TFT(12)에 의한 단차를 보상할 수 있으면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 층간 절연막(13)에, 양극으로서의 제1 전극(21)을 TFT(12)에 전기적으로 접속하기 위한 콘택트 홀(13a)을 형성한다. 이것에 의하여 TFT 기판(10)이 제작된다.
이어서, 이와 같이 하여 형성된 TFT 기판(10) 상에 유기 EL 소자(20)를 형성한다(유기 EL 소자 제작 공정).
유기 EL 소자 제작 공정에서는 먼저, 상기 TFT 기판(10) 상에 양극으로서 제1 전극(21)을 형성한다. 본 실시 형태에 따른 양극 형성 공정은, TFT 기판(10) 상에 반사 전극(21a)을 형성하는 반사 전극 형성 공정과, 반사 전극(21a) 상에 투광성 전극(21b)을 형성하는 투광성 전극 형성 공정을 구비하고 있다.
따라서 상기 양극 형성 공정에서는 먼저, TFT 기판(10) 상에 제1 전극(21)에 있어서의 반사 전극(21a)으로서 반사 전극 재료를 소정의 두께로 패턴 형성한다.
반사 전극(21a)은, 예를 들어 스퍼터링법 등에 의하여 반사 전극 재료를 성막 후에 부화소(3)마다, 포토리소그래피에 의하여 도시하지 않은 레지스트 패턴을 형성하고, 이들 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 반사 전극 재료를 포함하는 층을 에칭한 후, 레지스트 패턴을 박리 세정함으로써 부화소(3)마다 분리되도록 패터닝해도 되고, 인쇄법 또는 증착 마스크를 사용한 증착법 등에 의하여 패턴 성막해도 된다. 상기 증착법으로서는, 예를 들어 진공 증착법, CVD(chemical vapor deposition, 화학 증착)법, 플라스마 CVD법 등을 이용할 수 있다.
반사 전극(21a)의 두께는 종래와 마찬가지로 설정하면 되며 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일례로서 반사 전극(21a)에 Ag를 사용하는 경우, 예를 들어 100㎚로 설정된다.
다음으로, 제1 전극(21)에 있어서의 투광성 전극(21b)으로서, 반사 전극(21a) 상에 투광성 전극 재료를 소정의 두께로 패턴 형성한다.
반사 전극(21a)과 음극으로서의 제2 전극(23) 사이의 거리는, 각 부화소(3)로부터 발광되는 각 색의 파장 영역의 광의 피크 파장의 강도를 증강시키는 거리로 설정하는 것이 바람직하다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 청색 형광 발광 재료의 피크 파장(제1 피크 파장)은 대략 470㎚이고, 녹색 형광 발광 재료의 피크 파장(제2 피크 파장)은 대략 520㎚이고, 상기 적색 형광 발광 재료의 피크 파장(제3 피크 파장)은 대략 590㎚이다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자(20)는 마이크로캐비티(미소 공진기) 방식의 유기 EL 소자이다. 마이크로캐비티 방식의 유기 EL 소자에 있어서는, 발광한 광이 양극과 음극 사이에서 다중 반사되어 공진함으로써 발광 스펙트럼이 급준해져 특정 파장의 발광 강도가 증폭된다.
유기 EL 소자에 이와 같은 공진 구조(마이크로캐비티 구조)를 도입하는 방법으로서는, 예를 들어 발광색마다 유기 EL 소자의 2개의 공진면 사이의 길이(캐비티 길이), 즉, 광로 길이를 변화시키는 방법이 알려져 있다.
본 실시 형태에서는, 부화소(3)마다 투광성 전극(21b)의 두께를 설정함으로써 부화소(3)마다 캐비티 길이를 변경하고, 마이크로캐비티 효과에 의하여 발광의 색도나 발광 효율의 향상을 도모하고 있다.
이 때문에, 본 실시 형태에 있어서 각 부화소(3)에 있어서의 발광 재료로부터 발광되는 광은, 일부는 직접 외부에 출사되지만 다른 일부는 다중 반사되어 외부에 출사된다. 즉, 각 부화소(3)로부터 외부에 출사되는 광에는, 발광 재료로부터 발광된 후, 그대로 유기 EL층(22)을 사이에 두고 반사 전극과는 반대측에 마련된 투광성 전극(본 실시 형태에서는 제2 전극(23))을 통하여 외부에 출사되는 광과, 발광 재료로부터 발광된 후, 양극과 음극 사이(보다 엄밀하게는 상기 반사 전극과 투광성 전극 사이이며, 본 실시 형태에서는 제1 전극(21)에 있어서의 반사 전극(21a)과 제2 전극(23) 사이)에서 다중 반사되어, 상기 반사 전극과는 반대측에 마련된 투광성 전극(본 실시 형태에서는 제2 전극(23))을 통하여 외부에 출사되는 광이 포함된다.
따라서 부화소(3B)에서는, 청색 발광층(34B)으로부터 발광된 광이 외부에 출사되는데, 이때 외부에 출사되는 광에는, 청색 발광층(34B)에서 발광된 광(즉, 청색 형광 발광 재료로부터 발광된 광)을 부화소(3B)에 있어서의 양극과 음극 사이에서 다중 반사시켜 얻어지는 광이 포함된다. 또한 부화소(3G)에서는, 녹색 발광층(34G)으로부터 발광된 광이 외부에 출사되는데, 부화소(3G)로부터 외부에 출사되는 광에는, 녹색 발광층(34G)에서 발광된 광(즉, 녹색 형광 발광 재료로부터 발광된 광)을 부화소(3G)에 있어서의 양극과 음극 사이에서 다중 반사시켜 얻어지는 광이 포함된다. 또한 부화소(3R)에서는, 적색 발광층(34R)으로부터 발광된 광이 외부에 출사되는데, 이때 외부에 출사되는 광에는, 적색 발광층(34R)에서 발광된 광(즉, 적색 형광 발광 재료로부터 발광된 광)을 부화소(3R)에 있어서의 양극과 음극 사이에서 다중 반사시켜 얻어지는 광이 포함된다.
부화소(3B)에서는, 반사 전극(21a)과 제2 전극(23) 사이의 거리가, 청색의 파장 영역의 광을 외부로 취출하는(즉, 출사시키는) 데 최적의 두께(청색 형광 발광 재료의 피크 파장의 강도를 증강시키는 거리)로 되도록 투광성 전극(21b)의 두께가 설정된다. 마찬가지로 부화소(3G)에서는, 반사 전극(21a)과 제2 전극(23) 사이의 거리가, 녹색의 파장 영역의 광을 외부로 취출하는 데 최적의 두께(녹색 형광 발광 재료의 피크 파장의 강도를 증강시키는 거리)로 되도록 투광성 전극(21b)의 두께가 설정되고, 부화소(3R)에서는, 반사 전극(21a)과 제2 전극(23) 사이의 거리가, 적색의 파장 영역의 광을 외부로 취출하는 데 최적의 두께(적색 형광 발광 재료의 피크 파장의 강도를 증강시키는 거리)로 되도록 투광성 전극(21b)의 두께가 설정된다.
또한 각 부화소(3)에 있어서의 투광성 전극(21b)의 두께를 변경하는 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 증착법 또는 인쇄법 등에 의하여 부화소(3)마다 원하는 두께로 투광성 전극 재료를 성막해도 되고, 스퍼터링법 등에 의하여 투광성 전극 재료를 성막 후에 포토리소그래피에 의하여 패턴화하고, 그 후, 상기 투광성 전극 재료를 포함하는 각 층의 두께를 애싱 등에 의하여 원하는 두께로 조정해도 된다.
이것에 의하여 TFT 기판(10) 상에, 부화소(3)마다 상이한 층 두께를 갖는 제1 전극(21)을 매트릭스 형상으로 형성한다.
다음으로, 층간 절연막(13)과 마찬가지로 하여 제1 전극(21)의 단부를 덮도록 뱅크(15)를 패턴 형성한다. 이상의 공정에 의하여 양극으로서, 부화소(3)마다 뱅크(15)로 분리된 제1 전극(21)이 제작된다.
다음으로, 상기와 같은 공정을 거친 TFT 기판(10)에 대하여, 탈수를 위한 감압 베이크 및 제1 전극(21)의 표면 세정으로서 산소 플라스마 처리를 실시한다.
이어서, 종래와 마찬가지로 하여 정공 주입층(31)의 재료, 정공 수송층(32)의 재료를, 예를 들어 오픈 마스크 등을 사용하여, 상기 제1 전극(21)이 형성된 TFT 기판(10) 상에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 이 순서대로 증착한다. 전술한 바와 같이, 이들 정공 주입층(31) 및 정공 수송층(32)은 필수적인 층은 아니다. 이들 정공 주입층(31) 및 정공 수송층(32)의 층 두께는 종래와 마찬가지로 설정하면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 정공 수송층(32)을 덮도록 적색 발광층(34R)을 형성한다(적색 발광층 형성 공정). 적색 발광층(34R)은, 도 4 및 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 복수의 화소(2)에 걸쳐져 단일의 공통 발광층으로서 형성된다. 이 때문에 적색 발광층(34R)의 재료는, 구분 도포 증착이 아니라 적색 발광층 형성용의 증착 마스크로서, 예를 들어 오픈 마스크 등을 사용하여 TFT 기판(10)에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 증착된다.
또한 상기 적색 발광층 형성용의 증착 마스크는, TFT 기판(10)과 동일한 크기를 갖는 마스크 고정 증착용의 증착 마스크여도 되고, 증착 재료를 수용한 증착원 및 TFT 기판(10)보다도 작은 증착 마스크를 포함하는 증착 유닛과, 피성막 기판으로 되는 TFT 기판(10) 중 적어도 한쪽을 다른 쪽에 대하여 상대 이동시킴으로써 피성막 기판을 주사하면서 증착을 행하는, 스캔 증착용의 증착 마스크여도 된다.
다음으로, 도 1, 도 4 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 적색 발광층(34R) 상에 청색 발광층(34B)을 형성한다(청색 발광층 형성 공정). 청색 발광층(34B)은, 도 4 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 인접하는 부화소(3B·3G)에 공통인 공통층으로서, 적색 발광층(34R) 상에, 열 방향인 Y축 방향을 따른 선 형상, 예를 들어 스트라이프 형상으로 형성된다. 이 때문에, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 표시 영역(1a)에는, 청색 발광층 형성 공정 후, 평면에서 보아(예를 들어 TFT 기판(10)의 상방에서 보았을 때) 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R)이 행 방향인 X축 방향으로 교대로 나란히 마련되어 있다.
청색 발광층 형성 공정에서는, 부화소(3B·3G)에 청색 발광층(34B)이 형성되도록, 인접하는 부화소(3B·3G)에 걸쳐져 개구부가 형성된, 청색 발광층 형성용의 증착 마스크를 사용하여 청색 발광층(34B)의 재료를 증착한다. 또한 적색 발광층 형성용의 증착 마스크와 마찬가지로, 청색 발광층 형성용의 증착 마스크도 마스크 고정 증착용의 증착 마스크여도 되고 스캔 증착용의 증착 마스크여도 된다.
다음으로, 도 1, 도 4 및 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 청색 발광층(34B)에 녹색 발광층(34G)을 형성한다(녹색 발광층 형성 공정). 녹색 발광층(34G)은, 도 4 및 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 부화소(3G)에만 형성된다. 이 때문에 녹색 발광층(34G)은 청색 발광층(34B) 상의 일부에 구분 도포 증착으로, 예를 들어 Y축 방향을 따른 선 형상으로 형성된다. 따라서 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 표시 영역(1a)에는, 녹색 발광층 형성 공정 후, 평면에서 보아 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R)이 X축 방향으로 이 순서대로 교대로 나란히 마련되어 있다.
녹색 발광층 형성 공정에서는, 부화소(3G)에만 녹색 발광층(34G)이 형성되도록, 부화소(3G)에만 개구부가 형성된, 녹색 발광층 형성용의 증착 마스크를 사용하여 녹색 발광층(34G)의 재료를 증착한다. 또한 녹색 발광층 형성용의 증착 마스크도 마스크 고정 증착용의 증착 마스크여도 되고 스캔 증착용의 증착 마스크여도 된다.
그 후, 종래와 마찬가지로 하여 전자 수송층(35)의 재료, 전자 주입층(36)의 재료를, 예를 들어 오픈 마스크 등을 사용하여, 상기 각 색의 발광층(34)이 형성된 TFT 기판(10) 상에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 이 순서대로 증착한다. 전술한 바와 같이, 이들 전자 수송층(35) 및 전자 주입층(36)도 필수적인 층은 아니다. 이들 전자 수송층(35) 및 전자 주입층(36)의 층 두께는 종래와 마찬가지로 설정하면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 음극으로서 제2 전극(23)을, 상기 전자 주입층(36)을 덮도록 상기 TFT 기판(10)에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 형성한다. 제2 전극(23)의 형성에는 진공 증착법, CVD법, 플라스마 CVD법 등의 증착법을 이용해도 되고 스퍼터링법 또는 인쇄법 등을 이용해도 된다.
그 후, 보호층(24)의 재료를, 상기 제2 전극(23)을 덮도록 상기 TFT 기판(10)에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 증착한다. 이것에 의하여 상기 TFT 기판(10) 상에 유기 EL 소자(20)가 형성된다.
그 후, 밀봉 공정을 행함으로써, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유기 EL 소자(20)가 형성된 TFT 기판(10)과, 밀봉 기판(40)을, 도시하지 않은 충전제층 및 시일재를 개재하여 접합한다. 이것에 의하여 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)가 얻어진다. 단, 유기 EL 소자(20)의 밀봉 방법으로서는 상기한 방법에 한정되지 않으며, 공지된 각종 밀봉 방법을 채용할 수 있다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 표시 방법>
다음으로, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 표시 방법에 대하여 도 1, 도 2의 (a) 내지 (c) 및 도 4를 참조하여 이하에 설명한다.
전술한 바와 같이 유기 EL 표시 장치(1)는, 각 색의 발광층(34)을 구비한 유기 EL 소자(20)가 마련된 부화소(3)를 복수 구비하며, TFT(12)를 사용하여 각 부화소(3)에 있어서의 유기 EL 소자(20)를 선택적으로 원하는 휘도로 발광시킴으로써 컬러 표시를 행한다. 이하에서는 각 부화소(3)에 있어서의 발광에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치이며, 표시 영역에는 복수의 화소(2)가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 종래의, RGB 스트라이프 배열이라 칭해지는 화소 배열을 갖는 유기 EL 표시 장치와 달리, 각 부화소(3B·3G·3R)가, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이 서로 상이한 층 구조를 갖고 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)의 각각으로부터 유기 EL층(22)에 주입된 정공(h+) 및 전자(e-)는, 도 1 및 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 부화소(3B)에서는, 청색 발광층(34B)에서 재결합하여 여기자가 생성된다. 생성된 여기자는, 실활하여 기저 상태로 복귀될 때 광을 방출한다. 이것에 의하여 부화소(3B)에서는 거의 100% 청색 발광(청색 형광 발광)한다. 부화소(3B)에는, 청색 발광 재료보다도 에너지 준위가 낮은 적색 발광 재료를 발광 재료로 하는 적색 발광층(34R)이 마련되어 있지만, 전술한 바와 같이, 청색 발광 재료의 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼이 파장적으로 떨어져 있어 거의, 또는 이상적으로는 전혀 중첩을 갖지 않는 점에서, 청색 발광 재료의 S1 준위로부터 직접 적색 발광 재료의 S1 준위로 푀르스터 천이하는 일은 없다. 이 때문에 부화소(3B)에서, 푀르스터 천이에 의한 청색 발광층(34B)으로부터 적색 발광층(34R)으로의 에너지 이동은 일어나지 않는다. 따라서 전술한 바와 같이 청색 발광층(34B) 및 적색 발광층(34R)의 캐리어 이동도를 조절하여 부화소(3B)에 있어서 청색 발광층(34B)에서 여기자를 생성시킴으로써, 부화소(3B)에서는, 청색 발광층(34B)에서 거의 100% 청색 발광(청색 형광 발광)한다.
이 때문에 본 실시 형태에서는, 부화소(3B)에서는 적색 발광층(34R)과 청색 발광층(34B)이 적층되어 있음에도 불구하고 부화소(3B)에서의 혼색이 억제된다.
또한 부화소(3G)에서는 각 발광층(34)의 캐리어 밸런스, 특히 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)의 캐리어 밸런스에 의하여, 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)의 각각으로부터 유기 EL층(22)에 주입된 정공 및 전자는 부화소(3B)와 마찬가지로 청색 발광층(34B)에서 재결합하거나 또는 녹색 발광층(34G)에서 재결합하여 여기자가 생성된다.
부화소(3G)에서는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R)이 적층되지만, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 거리 DGR이 푀르스터 반경보다도 크고, 적색 발광층(34R)은 청색 발광층(34B) 및 녹색 발광층(34G)보다도 한쪽 전극측(본 실시 형태에서는 제1 전극(21)측)에 마련되어 있고, 청색 발광 재료의 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼이 파장적으로 떨어져 있어 거의, 또는 이상적으로는 전혀 중첩을 갖지 않는 점에서, 청색 발광층(34B) 또는 녹색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로 에너지의 이동이 발생하지 않는다. 한편, 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위는 청색 형광 발광 재료의 S1 준위보다도 낮고, 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이의 거리 DBG는 푀르스터 반경 이하이고, 적색 발광층(34R)은 청색 발광층(34B) 및 녹색 발광층(34G)보다도 한쪽 전극측(본 실시 형태에서는 제1 전극(21)측)에 마련되어 있고, 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이에 적층되어 있지 않다. 이 때문에 부화소(3G)에서는, 녹색 발광층(34G) 또는 청색 발광층(34B)에서 여기자를 생성시킬 수 있으며, 부화소(3G)에 있어서, 녹색 발광층(34G)에서 여기자가 생성된 경우, 해당 녹색 발광층(34G)에서 생성된 여기자가 실활하여 기저 상태로 복귀될 때 광을 방출함으로써 녹색 발광층(34G)에서 거의 100% 녹색 발광(녹색 형광 발광)한다. 이때, 녹색 형광 발광 재료가 TADF 재료이면, 역항 간 교차에 의하여, 녹색 발광층(34G)에 있어서 생성된 75%의 T1 준위의 여기자가 S1 준위로 업 컨버전되기 때문에, 부화소(3G)에서의 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 부화소(3G)에는, 녹색 발광 재료보다도 에너지 준위가 낮은 적색 발광 재료를 발광 재료로 하는 적색 발광층(34R)이 마련되어 있지만, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에는 푀르스터 반경보다도 층 두께가 두꺼운 청색 발광층(34B)이 마련되어 있는 점에서, 녹색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로의 푀르스터 천이에 의한 에너지 이동은 일어나지 않는다.
도 1 및 도 2의 (b)에서는, 일례로서 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성되는 경우를 예로 들어 도시하고 있다. 전술한 바와 같이, 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위는 청색 형광 발광 재료의 S1 준위보다도 낮고, 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)은 서로 인접하여 마련되어 있음과 함께, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부는 중첩되어 있다.
이 때문에, 도 1 및 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 부화소(3G)에 있어서 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된 경우, 청색 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이가 일어난다. 한편, 전술한 바와 같이, 청색 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료의 흡수 스펙트럼은 파장적으로 떨어져 있어 청색 발광 재료의 S1 준위로부터 적색 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 일어나지 않는다. 이 때문에, 부화소(3G)에 있어서 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된 경우에도 거의 100% 녹색 발광(녹색 형광 발광)한다. 이때, 청색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 역항 간 교차에 의하여, 청색 발광층(34B)에 있어서 생성된 75%의 T1 준위의 여기자가 S1 준위로 업 컨버전되기 때문에, 부화소(3B) 및 부화소(3G)에서의 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
따라서 본 실시 형태에서는, 부화소(3G)에서는 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)이 적층되어 있음에도 불구하고 부화소(3G)에서의 혼색이 억제된다.
부화소(3R)에는 발광층으로서 적색 발광층(34R)만이 마련되어 있다. 부화소(3R)에서는, 적색 발광층(34R)에서 여기자가 생성되어 거의 100% 적색 발광(적색 형광 발광)한다. 이때, 적색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 역항 간 교차에 의하여, 적색 발광층(34R)에 있어서 생성된 75%의 T1 준위의 여기자가 S1 준위로 업 컨버전되기 때문에, 부화소(3R)에서의 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
<효과>
이상과 같이, 본 실시 형태에서는 적색 발광층(34R)을, 부화소(3B)와 부화소(3G)와 부화소(3R)에 공통인 공통 발광층으로 하고, 청색 발광층(34B)을, 부화소(3B)와 부화소(3G)에 공통인 공통 발광층으로 하여, 해당 공통 발광층의 활용으로 생산성을 높이면서, 적층 방향으로 인접하는 발광층(34) 사이에 있어서의 에너지 이동의 유무를 이용하여 발광을 행한다.
본 실시 형태에 의하면, 전술한 바와 같이, 적색 발광층(34R)은 부화소(3B), 부화소(3G), 부화소(3R)에 공통되도록 표시 영역(1a) 전체에 형성되므로 모든 발광층(34)을 구분 도포 증착할 필요는 없다. 본 실시 양태에 의하면, 적색 발광층(34R)이, 부화소(3B), 부화소(3G), 부화소(3R)를 포함하는 모든 부화소(3)에 공통되도록 표시 영역(1a) 전체에 증착됨으로써, 증착 마스크를 사용한 구분 도포 증착 횟수를 저감시킬 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 전술한 바와 같이, 부화소(3B)에서는 적색 발광층(34R)과 청색 발광층(34B)이 적층되지만 청색 발광층(34B)이 거의 100% 발광한다. 부화소(3G)에서는 적색 발광층(34R)과 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)이 적층되지만 녹색 발광층(34G)이 거의 100% 발광한다. 발광층(34)으로서 적색 발광층(34R)만이 형성된 부화소(3R)에서는 적색 발광층(34R)이 거의 100% 발광한다. 게다가 본 실시 형태에 의하면 별도로 컬러 필터나 색 변환층을 필요로 하지 않는다. 이 때문에 본 실시 형태에 의하면, 각 부화소(3)에 있어서 혼색이나 색 어긋남되는 일 없이 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있어 용이하게 고정밀화를 실현할 수 있다. 또한 종래보다도 캐리어 이동도의 선택의 자유도가 높아 종래보다도 재료 선택의 자유도가 높다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 부화소(3B), 부화소(3G) 및 부화소(3R)에 있어서 서로 상이한 피크 파장의 광을 발광한다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의하면, 백색 CF 방식과는 달리 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G) 및 적색 발광층(34R) 전체를 동시에 발광시킬 필요는 없으므로 구동 시의 소비 전력을 억제할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 별도로 컬러 필터를 마련할 필요가 없으므로 제조 비용을 억제할 수 있음과 함께, 컬러 필터에 의한 에너지 손실도 없다.
따라서 본 실시 형태에 의하면, 각 부화소에 있어서 혼색이나 색 어긋남이 발생하지 않아 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있음과 함께, 구동 시의 소비 전력 및 제조 비용을 억제할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
<변형예>
또한 본 실시 형태에서는, 본 실시 형태에 따른 표시 장치가 유기 EL 표시 장치인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 실시 형태에 따른 표시 장치는, PL 발광하는 표시 장치이면 된다. 따라서 본 실시 형태에 따른 표시 장치는 전술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 무기 EL 표시 장치여도 되고, PL 발광을 이용한, EL 표시 장치 이외의 표시 장치여도 된다. 또한 상기 각 발광 재료에 무기 재료를 사용하여 유기층 대신 무기층을 형성해도 된다.
또한 본 실시 형태에서는, 제1 발광층으로서 청색 발광층(34B)을 형성하고, 제2 발광층으로서 녹색 발광층(34G)을 형성하고, 제3 발광층으로서 적색 발광층(34R)을 형성하였지만, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 발광층에 있어서의 제1 발광 재료와 제2 발광층에 있어서의 제2 발광 재료와 제3 발광층에 있어서의 제3 발광 재료의 조합은, 청색 형광 발광 재료와 녹색 형광 발광 재료와 적색 형광 발광 재료의 조합에 한정되는 것은 아니다. 상기 조합은, 상기 제2 발광 재료가, 상기 제1 발광 재료로부터 발광되는 광의 피크 파장(제1 피크 파장)보다도 장파장의 피크 파장(제2 피크 파장)을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료가, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 피크 파장(제3 피크 파장)을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 발광 재료의 S1 준위가 상기 제1 발광 재료의 S1보다도 낮고, 또한 상기 제3 발광 재료의 S1보다도 높은 조합이면 된다.
〔실시 형태 2〕
본 발명의 다른 실시 형태에 대하여 주로 도 9의 (a) 내지 (c)에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1과의 상위점에 대하여 설명하는 것으로 하며, 실시 형태 1에서 설명한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1과 마찬가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성 및 그 제조 방법>
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 적색 발광층(34R)의 발광 재료로 적색 인광 발광 재료를 사용하는 것을 제외하면, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)와 동일한 구성을 갖고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 단면도는 도 4와 같다. 또한 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 도시하는 단면도는 도 1과 동일하고, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 화소 배열을 모식적으로 도시하는 평면도는 도 3과 동일하다.
또한 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법은, 적색 발광층(34R)의 발광 재료로 적색 인광 발광 재료를 사용하는 것을 제외하면, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법과 동일하다.
적색 인광 발광 재료로서는, 예를 들어 트리스(1-페닐이소퀴놀린)이리듐(Ⅲ)(Ir(piq)3), 비스(2-벤조[b]티오펜-2-일-피리딘)(아세틸아세토네이트)이리듐(Ⅲ)(Ir(btp)2(acac)) 등을 들 수 있다.
실시 형태 1에 있어서 도 6에 나타낸 바와 같이, 녹색 발광 재료의 S1 준위(S1 (2))는 청색 발광 재료의 S1 준위(S1 (1))보다도 낮고, 적색 발광 재료의 S1 준위(S1 (3))는 녹색 발광 재료의 S1 준위(S1 (2))보다도 낮다. 즉, 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위는 청색 형광 발광 재료의 S1 준위보다도 낮고, 적색 인광 발광 재료의 S1 준위(S1 (3))는 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위(S1 (2))보다도 낮다.
또한 T1 준위는 S1 준위보다도 에너지가 낮기 때문에, 적색 인광 발광 재료의 흡수 스펙트럼 파장은 적색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼 파장보다도 길어지지만, 적색 인광 발광 재료의 흡수 스펙트럼 파장은 적색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼 파장과 가깝다. 이 때문에, 실시 형태 1과 같이 녹색 발광 재료 및 적색 발광 재료로 모두 형광 재료를 사용한 경우와 마찬가지로, 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료(본 실시 형태에서는 적색 인광 발광 재료)의 흡수 스펙트럼은 거의, 또는 이상적으로는 전혀 중첩을 갖지 않는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시예에서도 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼과 적색 발광 재료(본 실시 형태에서는 적색 인광 발광 재료)의 흡수 스펙트럼은 거의, 또는 이상적으로는 전혀 중첩을 갖지 않고, 청색 발광층(34B)의 층 두께는 푀르스터 반경보다도 큰 점에서, 청색 발광 재료 또는 녹색 발광 재료로부터 적색 발광 재료로의 에너지 이동은 일어나지 않는다.
한편, 본 실시예에서도 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 발광 재료(본 실시 형태에서는 녹색 형광 발광 재료)의 흡수 스펙트럼의 일부는 중첩되어 있는 것이 바람직하다. 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 발광 재료(본 실시 형태에서는 녹색 형광 발광 재료)의 흡수 스펙트럼의 일부가 중첩되어 있음으로써 청색 발광 재료로부터 녹색 발광 재료로의 에너지 이동이 일어나기 쉽다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 표시 방법>
다음으로, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 표시 방법에 대하여 도 1 및 도 9의 (a) 내지 (c)를 참조하여 이하에 설명한다.
도 9의 (a)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3B)에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, 도 9의 (b)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3G)에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이고, 도 9의 (c)는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3R)에 있어서의 발광 원리를 도시하는 도면이다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3B·3G)에 있어서의 각 층의 적층 구조는, 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3B·3G)에 있어서의 각 층의 적층 구조와 동일하다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1과 마찬가지로 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부는 중첩되어 있고, 또한 청색 발광층(34B)과 청색 발광층(34G)과의 사이의 거리 DBG는 푀르스터 반경 이하이다. 또한 전술한 바와 같이, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 적색 인광 발광 재료의 흡수 스펙트럼은 거의, 또는 이상적으로는 전혀 중첩을 갖지 않고, 청색 발광층(34B)의 층 두께는 푀르스터 반경보다도 크다.
이 때문에, 본 실시 형태에서는, 적색 발광 재료로서 적색 인광 발광 재료를 사용하고 있지만, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3B·3G)의 발광 원리는, 도 1 및 도 2의 (a)·(b)에 도시하는, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 부화소(3B·3G)의 발광 원리와 동일하며, 실시 형태 1에 있어서, 적색 발광 재료 또는 적색 형광 발광 재료를 적색 발광 재료(적색 인광 발광 재료)로 대체할 수 있다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 부화소(3B·3G)에서의 발광 원리에 관한 설명을 생략한다.
또한 부화소(3R)에는 발광층으로서, 적색 인광 발광 재료를 발광 재료로 하는 적색 발광층(34R)만이 마련되어 있다. 부화소(3R)에서는, 적색 발광층(34R)에서 삼중항 여기자가 생성되며, 적색 인광 발광 재료의 삼중항 여기자가 기저 상태로 복귀될 때 광을 방출한다. 이것에 의하여 부화소(3R)에서는 거의 100% 적색 발광(본 실시 형태에서는 적색 인광 발광)한다.
<효과>
이상과 같이 본 실시예에서도 실시 형태 1과 마찬가지로, 적색 발광층(34R)을, 부화소(3B)와 부화소(3G)와 부화소(3R)에 공통인 공통 발광층으로 하고 청색 발광층(34B)을 부화소(3B)와 부화소(3G)에 공통인 공통 발광층으로 함으로써, 해당공통 발광층의 활용으로 생산성을 높이면서, 적층 방향으로 인접하는 발광층(34) 사이에 있어서의 에너지 이동의 유무를 이용하여 발광을 행할 수 있다. 이 때문에 본 실시예에서도 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
〔실시 형태 3〕
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대하여 주로 도 10에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1, 2와의 상위점에 대하여 설명하는 것으로 하고, 실시 형태 1, 2에서 설명한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1, 2와 마찬가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성 및 그 제조 방법>
도 10은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 또한 도 10은, 도 3에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 L1-L2 선 단면에 상당하는, 하나의 화소 영역의 개략 구성의 일례를 도시하고 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 발광층 유닛(33)으로부터 발해진 광을 제1 전극(21)측, 즉, TFT 기판(10)측으로부터 취출하는 보텀 에미션형의 유기 EL 표시 장치이다.
유기 EL 표시 장치(1)가 보텀 에미션형인 경우, 절연 기판(11)으로는, 투명 기판 또는 투광성 기판이라 칭해지는, 유리 기판, 플라스틱 기판 등의 투광성을 갖는 절연 기판이 사용된다.
또한 유기 EL 표시 장치(1)가 보텀 에미션형인 경우, 발광층 유닛(33)으로부터 발해진 광은 투광성 전극측으로부터 직접, 또는 반사 전극에서 반사되어 투광성 전극측으로부터 취출된다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 TFT 기판(10)측의 제1 전극(21)을 투광성 전극으로 하고, 제2 전극(23)을 반사 전극으로 한다. 이들 투광성 전극 및 반사 전극의 재료로서는, 예를 들어 실시 형태 1에 예시의 투광성 전극 재료, 반사 전극 재료 등을 사용할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 제1 전극(21)이 투광성 전극이고, 보호층(24)을 마련하는 대신, 제2 전극(23)에, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 있어서의 제2 전극(23)(반투명 전극)보다도 층 두께가 두꺼운 반사 전극을 사용한 점을 제외하면, 실시 형태 1, 2에 따른 유기 EL 표시 장치(1)와 동일하다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 제1 전극(21)(양극)을, 부화소(3B), 부화소(3G) 및 부화소(3R) 전체에 있어서 층 두께 100㎚의 ITO 전극으로 하고, 제2 전극(23)(음극)을 층 두께 100㎚의 Al 전극으로 하였다.
본 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, TFT 기판(10) 상에, 투광성 전극을 포함하는 제1 전극(21), 정공 주입층(31), 정공 수송층(32), 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G), 적색 발광층(34R), 전자 수송층(36), 전자 주입층(37), 반사 전극을 포함하는 제2 전극(23)을 TFT 기판(10)측으로부터 이 순서대로 적층하였다.
<효과>
본 실시 형태에 의하면, 실시 형태 1, 2와 마찬가지의 원리에 의하여 표시를 행할 수 있다. 즉, 전술한 것 이외의 조건을 실시 형태 1, 2 중 어느 것과 동일한 조건으로 함으로써 실시 형태 1, 2 중 어느 것과 동일한 원리에 의하여, 각 부화소(3)에서 혼색이나 색 어긋남되는 일 없이 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있어 용이하게 고정밀화를 실현할 수 있다.
이 때문에 본 실시 형태에 의하면, 실시 형태 1, 2와 마찬가지의 효과를 갖는 보텀 에미션형의 유기 EL 표시 장치(1)를 제공할 수 있다.
또한 전술한 바와 같이 유기 EL 표시 장치(1)를 보텀 에미션 구조로 한 경우, 마이크로캐비티 효과가 약하여, 각 부화소(3)에 있어서의 유기 EL 소자(20)의 광로 길이(캐비티 길이)를 변화시키더라도 각 부화소(3)에 있어서의 유기 EL 소자(20)의 색도나 발광 효율이 변화되기 어렵다. 이 때문에 제2 전극(23)을, 실시 형태 1에 따른 제1 전극(21)과 같이 반사 전극과, 층 두께 조정층(광로 길이 조정층)으로서의 투광성 전극의 적층 구조로 하고, 해당 투광성 전극의 층 두께를 변경하거나 하여 각 부화소(3)에 있어서의 유기 EL 소자(20)의 광로 길이를 변경하거나, 부화소(3)마다 제1 전극(21)과 제2 전극(23) 사이의 유기 EL층(22)의 층 두께를 변경하거나 하지 않더라도, 각 부화소(3)에 있어서의 유기 EL 소자(20)의 색도나 효율이 변화되기 어렵다.
이 때문에 본 실시 형태에 의하면, 전술한 바와 같이, 유기 EL 표시 장치(1)에 있어서의 각 층을 균일한 층 두께로 하더라도 특별히 문제가 없으며, 유기 EL 표시 장치(1)를 톱 에미션 구조로 하는 경우보다도 제조 프로세스를 간편화할 수 있다.
〔실시 형태 4〕
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대하여 주로 도 10 및 도 11의 (a) 내지 (c)에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1 내지 3의 상위점에 대하여 설명하는 것으로 하며, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1 내지 3과 마찬가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성 및 발광 원리>
도 11은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 12는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 또한 도 12는, 도 3에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 L1-L2 선 단면에 상당하는, 하나의 화소 영역의 개략 구성의 일례를 도시하고 있다.
인접하는 2개의 발광층(34)끼리가 직접 접촉하는 계면 부근에서는, 삼중항 준위에 생성된 75%의 여기자의, 인접하는 발광층(34)의 삼중항 준위로의 에너지 이동인 덱스터 천이가 일어난 경우, 이 여기자는 그대로 비발광으로 열 실활하여 버린다.
그래서 본 실시 형태에서는, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 예를 들어 실시 형태 1에 있어서, 부화소(3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이에, 덱스터 천이를 저해하기 위하여, 발광 재료를 포함하지 않는 블록층(37)이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 부화소(3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이의 거리(서로의 대향면 사이의 거리 DBG)는 푀르스터 반경 이하이고, 블록층(37)의 두께는 푀르스터 반경 이하이다. 이 때문에, 부화소(3G)에 있어서의, 청색 형광 발광 재료로부터 녹색 형광 발광 재료로의 푀르스터 천이는 저해되지 않지만 덱스터 천이는 저해된다.
따라서 이와 같이 부화소(3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이에 얇은 블록층(37)을 마련함으로써 부화소(3G)에서의 녹색 발광층(34G)의 발광 효율을 개선할 수 있다.
블록층(37)의 층 두께는, 확실히 푀르스터 천이시키기 위하여 가능한 한 얇게 형성되어 있는 것이 바람직하며, 10㎚ 이하인 것이 바람직하고 5㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 푀르스터 반경은 1 내지 10㎚ 정도라 한다. 이 때문에, 청색 발광층(34B)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과는 반대측의 표면과, 녹색 발광층(34G)에 있어서의 청색 발광층(34B)측의 표면 사이의 거리는 10㎚ 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이에 블록층(37)이 마련되어 있는 경우, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에는 청색 발광층(35B)과 블록층(37)이 존재한다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 청색 발광층(34B)의 층 두께와 블록층(37)의 층 두께의 합계의 층 두께가 15㎚ 이상이면 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 거리 DGR을 15㎚ 이상으로 할 수 있기 때문에, 반드시 청색 발광층(34B)의 층 두께가 15㎚ 이상일 필요는 없다.
블록층(37)은, 청색 발광층(34B)으로부터 녹색 발광층(34G)의 방향을 향하여 캐리어를 흐르게 하기 위하여, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 정공 수송성, 또는 블록층(37) 전체로서 바이폴라 수송성을 나타내는 것이 바람직하다. 블록층(37)에 바이폴라 수송성을 나타내는 재료를 사용하는 경우, 해당 재료로는, 바이폴라 수송성 재료와 같이 단독으로 바이폴라 수송성을 나타내는 재료, 또는 2종류 이상 조합함으로써 바이폴라 수송성을 나타내는 재료가 사용된다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 상기 관점을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 1과 동일한 구성을 갖고 있다. 또한 발광 원리는 실시 형태 1과 동일하다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법>
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법은, 실시 형태 1에 있어서, 청색 발광층 형성 공정과 녹색 발광층 형성 공정 사이에, 블록층(37)을 형성하는 블록층 형성 공정을 포함하는 점을 제외하면, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법과 동일하다.
또한 도 11 및 도 12에 도시하는 예에서는 블록층(37)을 부화소(3G)에만 마련하고 있다. 이 때문에, 도 11 및 도 12에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법에서는 블록층(37)과 녹색 발광층(34G)을, 예를 들어 동일한 증착 마스크를 사용하여 연속하여 형성할 수 있다. 이것에 의하여 녹색 발광층 형성 공정에서는 블록층(37) 상에, 평면에서 보아 블록층(37)과 동일한 패턴을 갖는 녹색 발광층(34G)이 적층된다. 단, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 개구 패턴을 갖는, 각각에 전용의 증착 마스크를 사용하여, 블록층(37)과 녹색 발광층(34G)을 패턴 형성하더라도 상관없다.
<효과>
이상과 같이 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 부화소(3G)의 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이에 블록층(37)이 마련되어 있는 것을 제외하면, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)와 동일한 구성을 가지며, 실시 형태 1과 동일한 원리에 의하여 발광이 행해진다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의하면 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 블록층(37)을 형성함으로써, 청색 형광 발광 재료로부터 녹색 형광 발광 재료로의 푀르스터 천이는 저해되지 않지만 덱스터 천이는 저해되므로, 부화소(3G)에서의 녹색 발광층(34G)의 발광 효율을 개선할 수 있다.
<변형예>
또한 전술한 설명에서는, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 대한 변형예를 예로 들어 설명하였지만, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 실시 형태 1 내지 3과 마찬가지의 변형이 가능하다.
블록층(37)은, 부화소(3G)에 있어서의 청색 형광 발광 재료로부터 녹색 형광 발광 재료로의 덱스터 천이를 저해하기 위한 것이며, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 부화소(3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이에 배치되어 있으면 다른 부화소(3)에 대한 배치는 반드시 필요하지는 않다. 단, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 블록층(37)은, 부화소(3B)와 부화소(3G)에 공통되는 공통층으로서 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 청색 발광층(34B)과 블록층(37)을, 예를 들어 동일한 증착 마스크, 또는 동일한 패턴을 갖는 각각에 전용의 증착 마스크를 사용하여 연속하여 형성할 수 있다.
또한 블록층(37)은 적색 발광층(35R)과 마찬가지로, 전체 화소(2)에 있어서의 부화소(3B·3G·3R)에 공통되는 공통층으로서 표시 영역(1a) 전체에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 블록층(37)을 증착 마스크로 하여, 예를 들어 동일한 오픈 마스크를 사용하여 형성할 수 있다.
〔실시 형태 5〕
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대하여 주로 도 13 및 도 14에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1 내지 4의 상위점에 대하여 설명하는 것으로 하며, 실시 형태 1 내지 4에서 설명한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1 내지 4와 마찬가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
도 13은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 14는, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 또한 도 14는, 도 3에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 L1-L2 선 단면에 상당하는, 하나의 화소 영역의 개략 구성의 일례를 도시하고 있다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성 및 그 제조 방법>
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 발광층 유닛(33)이 제1 전극(21)과 제2 전극(23) 사이에, 제1 전극(21)측으로부터 녹색 발광층(34G), 청색 발광층(34B)의 순으로 적층된 구성을 갖고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 발광층 유닛(33)에 있어서의 각 층이, 실시 형태 1 내지 4와는 역순으로 적층되어 있다.
이 때문에 본 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 예를 들어 청색 발광층(34R) 중에서 가장 함유 비율이 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료에 전자 수송성 재료를 사용하고, 적색 발광층(34R) 중에서 가장 함유 비율이 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료에 바이폴라 수송성 재료 또는 전자 수송성 재료를 사용한다.
녹색 발광층(34G)의 재료의 캐리어 이동도에 특별히 제한은 없지만, 실시 형태 1에 기재한 이유에서, 녹색 발광층(34G) 중의 재료 중 혼합 비율이 가장 높은 재료, 바람직하게는 모든 재료는 전자 수송성 재료 또는 바이폴라 수송성 재료인 것이 바람직하고, 전자 수송성 재료인 것이 보다 바람직하다. 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 전술한 점을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)와 동일한 구성을 갖고 있다.
또한 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법은, 녹색 발광층 형성 공정, 청색 발광층 형성 공정, 적색 발광층 형성 공정이 이 순서대로 행해지는 것을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법과 동일하다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 표시 방법>
이 때문에 본 실시 형태에서는 실시 형태 1과 마찬가지로 발광이 행해진다. 즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 부화소(3B)에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된다. 실시 형태 1에서 설명한 이유에서, 부화소(3B)에서, 푀르스터 천이에 의한 청색 발광층(34B)으로부터 적색 발광층(34R)으로의 에너지 이동은 일어나지 않는다. 이 때문에 부화소(3B)에서는 거의 100% 청색 발광(청색 형광 발광)한다.
부화소(3G)에서는, 각 발광층(34)의 캐리어 밸런스, 특히 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)의 캐리어 밸런스에 의하여 부화소(3B)와 마찬가지로 청색 발광층(34B)에서 재결합하거나 또는 녹색 발광층(34G)에서 재결합하여 여기자가 생성된다.
도 13에서는 일례로서, 녹색 발광층(34G)에서 여기자가 생성되는 경우를 예로 들어 도시하고 있다. 본 실시예에서도 실시 형태 1에서 설명한 이유에서, 녹색 발광층(34G) 또는 청색 발광층(34B)으로부터 적색 발광층(34R)으로의 푀르스터 천이에 의한 에너지 이동은 일어나지 않는다. 이 때문에, 녹색 발광층(34G)에서 여기자가 생성된 경우, 부화소(3G)에서는, 녹색 발광층(34G)에서 생성된 여기자가 실활하여 기저 상태로 복귀될 때 광을 방출함으로써, 녹색 발광층(34G)에서 거의 100% 녹색 발광(녹색 형광 발광)한다. 이때, 녹색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 실시 형태 1에서 설명한 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 실시예에서도 부화소(3G)에서, 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된 경우, 녹색 발광층(34G)과 청색 발광층(34B) 사이의 거리 DBG가 푀르스터 반경 이하이고, 청색 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이가 일어남으로써, 거의 100% 녹색 발광(녹색 형광 발광)한다. 본 실시예에서도 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에는 청색 발광층(34B)이 마련되어 있음으로써, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 부화소(3G)에 있어서 녹색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로는 에너지가 이동하지 않는다. 또한 이때, 청색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 실시 형태 1에서 설명한 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 부화소(3R)에서는, 적색 발광층(34R)에서 여기자가 생성되어 거의 100% 적색 발광(적색 형광 발광)한다. 이때, 적색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 실시 형태 1에서 설명한 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
<효과>
이상과 같이 본 실시예에서도 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한 종래에는 적층 순이나 캐리어 이동도를 변경하면 혼색이 발생할 우려가 있었다. 그러나 본 실시 형태에서는, 실시 형태 1 내지 4와는 각 발광층(34)의 적층 순을 변경하고 있음에도 불구하고, 각 부화소(3)에 있어서 혼색이나 색 어긋남이 발생하지 않아 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있다. 또한 본 실시 형태로부터도 종래보다도 캐리어 이동도의 선택의 자유도가 높은 것을 알 수 있다. 이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 상기 유기 EL 표시 장치(1)는, 발광층 유닛(33)에 있어서의 발광층(34)의 적층 순의 자유도나 재료 선택의 자유도가 종래보다도 높다.
또한 본 실시 형태에서는 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 대한 변형예를 예로 들어 설명하였지만 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 실시 형태 1 내지 4와 마찬가지의 변형이 가능하고, 그와 같은 변형을 행함으로써 실시 형태 1 내지 4와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어 적색 발광층(34R)의 발광 재료로 적색 인광 발광 재료를 사용하면, 적색 발광층(34R)에서 삼중항 여기자가 생성되며, 부화소(3R)에서는 거의 100% 적색 인광 발광한다.
〔실시 형태 6〕
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대하여 주로 도 15 내지 도 18에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1 내지 5과의 상위점에 대하여 설명하는 것으로 하며, 실시 형태 1 내지 5에서 설명한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1 내지 5와 마찬가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성 및 그 제조 방법>
도 15는, 본 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 16은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 또한 도 16은, 도 3에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 L1-L2 선 단면에 상당하는, 하나의 화소 영역의 개략 구성의 일례를 도시하고 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 있어서, 부화소(3B·3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에, 발광 재료를 포함하지 않는 중간층으로서, 푀르스터 천이를 저해하는 세퍼레이트층(38)이 마련되어 있다. 세퍼레이트층(38)은, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 거리 DGR이 푀르스터 반경보다도 커지도록 상기 거리 DGR을 조정하기 위한 층이며, 녹색 발광 재료, 청색 발광 재료 및 적색 발광 재료로부터 푀르스터 천이하는 재료를 포함하지 않는다.
또한 도 15 및 도 16에서는 일례로서, 세퍼레이트층(38)이, 부화소(3B·3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에, 부화소(3B)와 부화소(3G)에 공통되는 공통층으로서 마련되어 있는 경우를 예로 들어 도시하고 있다.
그러나 세퍼레이트층(38)은, 적어도 부화소(3G)에 있어서의, 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에 마련되어 있으며, 청색 발광층(34B)과 세퍼레이트층(38)의 합계의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 크고, 녹색 발광층(34G)과 청색 발광층(34B) 사이의 거리 DBG가 푀르스터 반경 이하로 되도록 형성되어 있으면 된다. 따라서 세퍼레이트층(38)은, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 부화소(3B)에 있어서의, 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에 반드시 마련되어 있을 필요는 없다.
도 17은, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층(38) 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 17에서는, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼으로서 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌(TBPe)의 PL 발광 스펙트럼을 나타냄과 함께, 세퍼레이트층(38) 중의 재료의 흡수 스펙트럼으로서 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP)의 흡수 스펙트럼을 나타내고 있다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이트층(38) 중에 포함되는 모든 재료(즉, 세퍼레이트층(38)의 재료)의 흡수 스펙트럼과, 세퍼레이트층(38)에 있어서의, 적색 발광층(34R)과는 반대측에 인접하는 청색 발광층(34B)에 포함되는 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼에는 중첩이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이트층(38)의 재료인, 예를 들어 BCP는 가시 영역에 발광 스펙트럼을 갖기 않기 때문에 흡수 스펙트럼은 상당히 단파장측의 자외 영역에 있어서, 청색 발광층(34B)에 포함되는 청색 형광 발광 재료(청색 형광 도펀트)인, 예를 들어 TBPe의 PL 발광 스펙트럼과는 중첩을 갖지 않는다.
세퍼레이트층(38)의 층 두께는, 청색 발광층(34B)과 세퍼레이트층(38)의 합계의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 커지도록 설계되어 있으면 되지만, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이 2개의 발광층(34)에 있어서의 서로의 대향면 사이의 거리를 적어도 15㎚ 이격시킴으로써, 상기 2개의 발광층(34)의 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼이 완전히 중첩되는 경우에도 상기 2개의 발광층(34) 사이에 있어서 푀르스터 천이가 일어나지 않는 점에서, 청색 발광층(34B)과 세퍼레이트층(38)의 합계의 층 두께가 15㎚ 이상으로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
세퍼레이트층(38)은, 세퍼레이트층(38) 단독으로 15㎚ 이상으로 설정되어 있어도 되며, 청색 발광층(34B)과 세퍼레이트층(38)의 합계의 층 두께가 15㎚ 이상이고, 세퍼레이트층(38) 단독으로는 15㎚ 미만, 예를 들어 푀르스터 반경 미만의 층 두께를 갖도록 설정되어 있어도 된다.
또한 전술한 바와 같이, 세퍼레이트층(38)을, 부화소(3B·3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에, 부화소(3B)와 부화소(3G)에 공통되는 공통층으로서 마련함과 함께, 부화소(3B)에 있어서의 세퍼레이트층(38)의 층 두께가 푀르스터 반경 이상, 보다 바람직하게는 15㎚ 이상으로 되도록 설정함으로써, 청색 발광층(34B)으로부터 세퍼레이트층(38)으로 에너지가 이동하지 않아 부화소(3B)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이의 푀르스터 천이를 보다 확실히 방지할 수 있다.
세퍼레이트층(38)의 층 두께는, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 푀르스터 천이를 저해할 수 있는 두께로 설정되어 있으면 되지만, 세퍼레이트층(38)의 층 두께가 커지면 그만큼 유기 EL 표시 장치(1)의 두께가 증대된다. 이 때문에, 유기 EL 표시 장치(1)의 대형화의 억제나 소자의 저전압화의 관점에서 세퍼레이트층(38)의 층 두께는 50㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 30㎚ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 이와 같이 청색 발광층(34B)과 세퍼레이트층(38)의 합계의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 크면 되기 때문에, 청색 발광층(34B)의 층 두께는 실시 형태 1과 같이 15㎚ 이상일 필요는 없으며 특별히 한정되지 않는다.
본 실시 형태에 의하면, 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34G) 사이에 세퍼레이트층(38)을 형성함으로써 청색 발광층(34B)의 층 두께를 10㎚ 이하로 하는 것이 가능해진다. 청색 발광층(34B)의 층 두께를 10㎚ 이하로 함으로써 청색 발광층(34B)의 임의의 위치로부터 녹색 발광층(34G)까지의 최단 거리가 10㎚ 이하로 되어, 청색 발광층(34B)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과는 반대측의 표면에 위치하는 청색 형광 발광 재료의 분자이더라도 푀르스터 천이가 가능해진다.
세퍼레이트층(38)은, 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 청색 발광층(34B)의 방향을 향하여 캐리어를 흐르게 할 수 있으면 되며, 본 실시 형태에서는 정공 수송성 재료여도 되지만, 도 15에 도시한 바와 같이, 세퍼레이트층(38) 전체로서 바이폴라 수송성을 나타내는 것이 바람직하다. 세퍼레이트층(38)에 바이폴라 수송성을 나타내는 재료를 사용하는 경우, 해당 재료로는, 바이폴라 수송성 재료와 같이 단독으로 바이폴라 수송성을 나타내는 재료, 또는 2종류 이상 조합함으로써 바이폴라 수송성을 나타내는 재료가 사용된다. 또한 그 외의 층의 캐리어 이동도에 대해서는 실시 형태 1에서 설명한 바와 같다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 상기 관점을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 1과 동일한 구성을 갖고 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이, 보다 구체적으로는 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에는 청색 발광층(34B) 및 세퍼레이트층(38)이 마련되어 있으며, 청색 형광 발광 재료의 발광 스펙트럼과 세퍼레이트층(38)의 재료 흡수 스펙트럼에 중첩이 존재하지 않고, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 거리 DGR은 푀르스터 반경보다도 크다. 이 때문에 본 실시예에서도 녹색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로는 에너지가 이동하지 않는다. 이 때문에 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광 원리는 실시 형태 1과 동일하다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법>
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법은, 실시 형태 1에 있어서, 적색 발광층 형성 공정과 청색 발광층 형성 공정 사이에, 세퍼레이트층(38)을 형성하는 세퍼레이트층 형성 공정을 포함하는 점을 제외하면, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법과 동일하다.
또한 도 15 및 도 16에 도시하는 예에서는, 세퍼레이트층(38)을, 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34G) 사이에, 부화소(3B)와 부화소(3G)에 공통되는 공통층으로서 마련하고 있다. 이 때문에, 도 15 및 도 16에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법에서는, 세퍼레이트층(38)과 청색 발광층(34B)을, 예를 들어 동일한 증착 마스크를 사용하여 연속하여 형성할 수 있다. 이것에 의하여 청색 발광층 형성 공정에서는 세퍼레이트층(38) 상에, 평면에서 보아 세퍼레이트층(38)과 동일한 패턴을 갖는 청색 발광층(34B)이 적층된다. 단, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 개구 패턴을 갖는, 각각에 전용의 증착 마스크를 사용하여, 세퍼레이트층(38)과 청색 발광층(34B)을 패턴 형성하더라도 상관없다.
<효과>
이상과 같이 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 푀르스터 천이를 저해하기 위하여, 발광 재료를 포함하지 않는 세퍼레이트층(38)이 마련되어 있고, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에 위치하는 청색 발광층(34B)과 세퍼레이트층(38)의 합계의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 큰 것을 제외하면, 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)와 동일한 구성을 가지며, 실시 형태 1과 동일한 원리에 의하여 발광이 행해진다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의하면 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 전술한 바와 같이 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34G) 사이에 세퍼레이트층(38)을 형성함으로써 청색 발광층(34B)의 푀르스터 반경 이하로 하는 것이 가능해진다. 이 때문에 부화소(3G)에서의 녹색 발광층(34G)의 발광 효율을 실시 형태 1보다도 개선할 수 있다.
<변형예>
도 18은, 본 실시 형태의 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다.
세퍼레이트층(38)은, 부화소(3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34G) 사이에 형성되어 있으면 되지만, 도 18에 도시한 바와 같이, 부화소(3B·3G·3R)에 공통되는 공통층으로서 형성되어 있어도 된다.
본 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 도 18에 도시한 바와 같이, 세퍼레이트층(38)이 부화소(3B·3G·3R)에 공통되는 공통층으로서 형성되어 있는 점을 제외하면, 도 16 및 도 17에 나타내는 유기 EL 표시 장치(1)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또한 본 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광 원리는, 도 18에 도시한 바와 같이, 도 16에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)와 동일하다.
이와 같이 세퍼레이트층(38)을 부화소(3B·3G·3R)에 공통되는 공통층으로서 형성하는 경우, 세퍼레이트층(38)은 적색 발광층(34R)과 마찬가지로 구분 도포 증착이 아니라 세퍼레이트층 형성용의 증착 마스크로서, 예를 들어 오픈 마스크 등을 사용하여 TFT 기판(10)에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 증착할 수 있다. 또한 세퍼레이트층(38)의 성막에는 적색 발광층 형성용의 증착 마스크를 사용하는 것도 가능하며, 적색 발광층 형성용의 증착 마스크를 사용하여 적색 발광층(34R)과 연속 형성해도 된다.
또한 본 실시 형태에서는 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)에 대한 변형예를 예로 들어 설명하였지만 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 실시 형태 1 내지 5와 마찬가지의 변형이 가능하고, 그와 같은 변형을 행함으로써 실시 형태 1 내지 5와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
예를 들어 도시하지는 않지만, 실시 형태 5에 있어서의 유기 EL 표시 장치(1)에 있어서, 부화소(3G)에 있어서의 청색 발광층(34B)과 적색 발광층(34R) 사이에 세퍼레이트층(38)이 마련되어 있어도 된다. 이 경우에도 본 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
〔실시 형태 7〕
본 발명의 또 다른 실시 형태에 대하여 주로 도 19 내지 도 21에 기초하여 설명하자면 이하와 같다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1 내지 6과의 상위점에 대하여 설명하는 것으로 하며, 실시 형태 1 내지 6에서 설명한 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 또한 본 실시예에서도 실시 형태 1 내지 6과 마찬가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성 및 그 제조 방법>
도 19는, 본 변형예에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 발광층 유닛(33)의 개략 구성을 발광 원리와 함께 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 20은, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. 또한 도 20은, 도 3에 도시하는 유기 EL 표시 장치(1)의 L1-L2 선 단면에 상당하는, 하나의 화소 영역의 개략 구성의 일례를 도시하고 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이 발광층 유닛(33)이 제1 전극(21)과 제2 전극(23) 사이에, 제1 전극(21)측으로부터 적색 발광층(34R), 세퍼레이트층(38), 녹색 발광층(34G), 청색 발광층(34B)의 순으로 적층된 구성을 갖고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 청색 발광층(34B)이 실시 형태 1 내지 6과는 역순으로 적층되어 있다.
또한 본 실시예에서도, 도 19 및 도 20에 도시하는 예에서는 세퍼레이트층(38)을, 부화소(3B)와 부화소(3G)와 부화소(3R)에 공통되는 공통층으로서 마련하고 있는 경우를 예로 들어 도시하고 있지만, 세퍼레이트층(38)은 부화소(3G)에 있어서의 적색 발광층(34R) 상(단, 본 실시 형태에서는 적색 발광층(34R)과 녹색 발광층(34G) 사이)에 마련되어 있으면 되며, 부화소(3B·3R)에 있어서의 적색 발광층(34R) 상에 반드시 마련되어 있을 필요는 없다.
본 실시 형태에서는, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에는 세퍼레이트층(38)만이 마련되어 있다. 이 때문에 세퍼레이트층(38)은, 해당 세퍼레이트층(38) 단층으로 녹색 발광층(34G)으로부터 적색 발광층(34R)으로 에너지가 이동하지 않도록 할 필요가 있다.
도 21은, 녹색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼 및 세퍼레이트층(38) 중의 재료의 흡수 스펙트럼의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 21에서는, 녹색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼으로서 2,3-(2-벤조티아졸릴)-7-(디에틸아미노)쿠마린(쿠마린 6)의 PL 발광 스펙트럼을 나타냄과 함께, 세퍼레이트층(38)의 재료 흡수 스펙트럼으로서 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP)의 흡수 스펙트럼을 나타내고 있다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이트층(38) 중에 포함되는 모든 재료(즉, 세퍼레이트층(38)의 재료)의 흡수 스펙트럼과, 세퍼레이트층(38)에 있어서의, 적색 발광층(34R)과는 반대측에 인접하는 녹색 발광층(34G)에 포함되는 녹색 발광 재료(본 실시 형태에서는 녹색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼에는 중첩이 존재하지 않는 것이 바람직하다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이트층(38)의 재료인, 예를 들어 BCP는 가시 영역에 발광 스펙트럼을 갖지 않기 때문에 흡수 스펙트럼은 상당히 단파장측의 자외 영역에 있어서, 녹색 발광층(34G)에 포함되는 녹색 형광 발광 재료(녹색 형광 도펀트)인, 예를 들어 쿠마린 6의 PL 발광 스펙트럼과는 중첩을 갖지 않는다.
또한 실시 형태 6에서 설명한 바와 같이, 세퍼레이트층(38) 중에 포함되는 모든 재료(즉, 세퍼레이트층(38)의 재료)의 흡수 스펙트럼과, 세퍼레이트층(38)에 있어서의, 적색 발광층(34R)과는 반대측에 인접하는 청색 발광층(34B)에 포함되는 청색 발광 재료(본 실시 형태에서는 청색 형광 발광 재료)의 PL 발광 스펙트럼에는 중첩이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 청색 형광 발광 재료인, 예를 들어 TBPe의 PL 발광 스펙트럼은, 세퍼레이트층(38)의 재료인 상기 BCP의 흡수 스펙트럼과는 중첩을 갖지 않는다.
본 실시 형태에서는, 적색 발광층(34R)과 녹색 발광층(34G) 사이의 거리 DGR이 푀르스터 반경보다도 커지도록 세퍼레이트층(38)의 층 두께는 푀르스터 반경보다도 크며, 바람직하게는 15㎚ 이상으로 되도록 설계되어 있다. 실시 형태 1, 6에서 설명한 바와 같이, 2개의 발광층(34)에 있어서의 서로의 대향면 사이의 거리를 적어도 15㎚ 이격시킴으로써, 상기 2개의 발광층(34)의 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼이 완전히 중첩되는 경우에도 상기 2개의 발광층(34) 사이에 있어서 푀르스터 천이가 일어나지 않는다.
실시 형태 6과 마찬가지로 본 실시예에서도 세퍼레이트층(38)의 층 두께는, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이의 푀르스터 천이를 저해할 수 있는 두께로 설정되어 있으면 되지만, 세퍼레이트층(38)의 층 두께가 커지면 그만큼 유기 EL 표시 장치(1)의 두께가 증대된다. 이 때문에, 유기 EL 표시 장치(1)의 대형화의 억제나 소자의 저전압화의 관점에서 세퍼레이트층(38)의 층 두께는 50㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 30㎚ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
청색 발광층(34B)의 층 두께는 특별히 한정되지 않지만, 실시 형태 6에 기재한 이유에서 10㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서도 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G) 사이의 거리 DBG는 푀르스터 반경 이하이다. 또한 적색 발광층(34R)의 층 두께는 종래와 마찬가지로 설정하면 되며 특별히 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 청색 발광층(34B)이 실시 형태 1 내지 6과는 역순으로 적층되어 있는 점에서, 본 실시 형태에 따른 적층 구조를 갖는 각 부화소(3)에서 표시해야 할 발광색을 효율적으로 얻기 위해서는, 도 19에 도시한 바와 같이, 녹색 발광층(34G) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 부화소(3G)에 있어서 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 캐리어를 녹색 발광층(34G)의 방향을 향하여 흐르게 하는 재료인 것이 바람직하며, 이 때문에, 정공 이동도가 전자 이동도보다도 높은 정공 수송성 재료인 것이 바람직하다.
이 때문에 본 실시 형태에서는, 청색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료, 및 녹색 발광층(34G) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료, 그리고 적색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는 정공 수송성 재료인 것이 바람직하다.
또한 세퍼레이트층(38) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는 정공 수송성 재료여도 되지만, 도 15에 도시한 바와 같이, 세퍼레이트층(38) 전체로서 바이폴라 수송성을 나타내는 것이 바람직하다.
또한 전술한 바와 같이 청색 발광층(34B) 중에서 가장 함유 비율이 많은 재료, 녹색 발광층(34G) 중에서 가장 함유 비율이 많은 재료, 및 적색 발광층(34R) 중에서 가장 함유 비율이 많은 재료로 각각 정공 수송성 재료를 사용함으로써, 이들 재료로 전자 수송성 재료를 사용하는 경우보다도 구동 전압이 고전압화될 우려가 있다. 그러나 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 백색 CF 방식과는 달리 청색 발광층(34B), 녹색 발광층(34G) 및 적색 발광층(34R) 전체를 동시에 발광시킬 필요는 없으므로, 백색 CF 방식을 이용하는 경우보다는 구동 전압을 저감시킬 수 있어 구동 시의 소비 전력을 억제할 수 있다.
또한 세퍼레이트층(38) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료가 정공 수송성 재료인 경우에는, 청색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는, 부화소(3G)에 있어서 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)으로부터 캐리어를 녹색 발광층(34G)의 방향을 향하여 흐르게 하는 재료여도 된다. 이 때문에 이 경우에는, 청색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료, 바람직하게는 모든 재료는 전자 수송성 재료여도 된다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 전술한 점을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)와 동일한 구성을 갖고 있다.
또한 본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법은, 적색 발광층 형성 공정, 세퍼레이트층 형성 공정, 녹색 발광층 형성 공정, 청색 발광층 형성 공정이 이 순서대로 행해지는 것을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 6의 변형예 1에 따른 유기 EL 표시 장치(1)의 제조 방법과 동일하다.
본 실시예에서도 실시 형태 6의 변형예 1과 마찬가지로, 세퍼레이트층(38)이 부화소(3B·3G·3R)에 공통적으로 마련되어 있음으로써, 세퍼레이트층(38)은 적색 발광층(34R)과 마찬가지로 구분 도포 증착이 아니라 세퍼레이트층 형성용의 증착 마스크로서, 예를 들어 오픈 마스크 등을 사용하여 TFT 기판(10)에 있어서의 표시 영역(1a) 전체면에 증착할 수 있다. 이 경우, 세퍼레이트층(38)의 성막에는 적색 발광층 형성용의 증착 마스크를 사용하는 것도 가능하고, 적색 발광층 형성용의 증착 마스크를 사용하여 적색 발광층(34R)과 연속 형성해도 된다.
<유기 EL 표시 장치(1)의 표시 방법>
본 실시 형태에 따른 유기 EL 표시 장치(1)는, 부화소(3G)에 있어서의 녹색 발광층(34G)과 청색 발광층(34B)이 실시 형태 6과는 역순으로 적층되어 있으며, 이 때문에 녹색 발광층(34G) 중의 재료 중 혼합 비율이 가장 높은 재료로, 예를 들어 정공 수송성 재료를 사용함과 함께, 세퍼레이트층(38)의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 큰 것을 제외하면, 예를 들어 실시 형태 6과 동일한 구성을 갖고 있다.
이 때문에 부화소(3B·3R)에 있어서의 발광 원리는, 예를 들어 실시 형태 6과 동일하다. 도 19에 도시한 바와 같이, 부화소(3B)에서는, 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된다. 실시 형태 1, 6에서 설명한 이유에서, 부화소(3B)에서, 푀르스터 천이에 의한 청색 발광층(34B)으로부터 적색 발광층(34R)으로의 에너지 이동은 일어나지 않는다. 이 때문에 부화소(3B)에서는 거의 100% 청색 발광(청색 형광 발광)한다.
부화소(3G)에서는, 각 발광층(34)의 캐리어 밸런스, 특히 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)의 캐리어 밸런스에 의하여 청색 발광층(34B)에서 재결합 하거나 또는 녹색 발광층(34G)에서 재결합하여 여기자가 생성된다.
도 19에서는, 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성되는 경우를 예로 들어 도시하고 있다. 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위는 청색 형광 발광 재료의 S1 준위보다도 낮고, 청색 발광층(34B)과 녹색 발광층(34G)은 서로 인접하여 마련되어 있음과 함께, 청색 형광 발광 재료의 PL 발광 스펙트럼의 일부와 녹색 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부는 중첩되어 있다. 이 때문에, 도 19에 도시한 바와 같이, 부화소(3G)에 있어서 청색 발광층(34B)에서 여기자가 생성된 경우, 청색 형광 발광 재료의 S1 준위로부터 녹색 형광 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이가 일어난다. 한편, 녹색 발광층(34G)과 적색 발광층(34R) 사이에는 상기 세퍼레이트층(38)이 마련되어 있음으로써 녹색 발광 재료의 S1 준위로부터 적색 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 일어나지 않는다. 이 때문에 부화소(3G)에서는 거의 100% 녹색 발광(녹색 형광 발광)한다. 이때, 청색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 역항 간 교차에 의하여, 청색 발광층(34B)에 있어서 생성된 75%의 T1 준위의 여기자가 S1 준위로 업 컨버전되기 때문에, 부화소(3B) 및 부화소(3G)에서의 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한 전술한 바와 같이 녹색 발광 재료의 S1 준위로부터 적색 발광 재료의 S1 준위로의 푀르스터 천이는 일어나지 않기 때문에, 녹색 발광층(34G)에서 여기자가 생성된 경우, 녹색 발광층(34G)에서 거의 100% 녹색 발광(녹색 형광 발광)한다. 이때, 녹색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 역항 간 교차에 의하여, 녹색 발광층(34G)에 있어서 생성된 75%의 T1 준위의 여기자가 S1 준위로 업 컨버전되기 때문에, 부화소(3G)에서의 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 예를 들어 세퍼레이트층(38) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료가 정공 수송성 재료이며, 청색 발광층(34B) 중의 재료 중 함유 비율이 가장 많은 재료가 전자 수송성 재료인 경우에는, 부화소(3G)에서 여기자가 생성된다.
또한 본 실시예에서도, 부화소(3R)에는 발광층으로서 적색 발광층(34R)만이 마련되어 있다. 부화소(3R)에서는, 적색 발광층(34R)에서 여기자가 생성되어 거의 100% 적색 발광(적색 형광 발광)한다. 이때, 적색 형광 발광 재료로 TADF 재료를 사용하면, 역항 간 교차에 의하여, 적색 발광층(34R)에 있어서 생성된 75%의 T1 준위의 여기자가 S1 준위로 업 컨버전되기 때문에, 부화소(3R)에서의 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
<효과>
이상과 같이 본 실시예에서도 실시 형태 1, 6과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 실시 형태 1 내지 6과는 각 발광층(34)의 적층 순을 일부 변경하고 있음에도 불구하고, 각 부화소(3)에 있어서 혼색이나 색 어긋남이 발생하지 않아 각각의 발광색을 고효율로 얻을 수 있다. 또한 본 실시 형태로부터도 종래보다도 캐리어 이동도의 선택의 자유도가 높은 것을 알 수 있다. 따라서 상기 유기 EL 표시 장치(1)는, 발광층 유닛(33)에 있어서의 발광층(34)의 적층 순의 자유도나 재료 선택의 자유도가 종래보다도 높다.
또한 설명은 생략하지만 본 실시 형태에서는 실시 형태 1의 변형예, 또는 실시 형태 2 내지 5와 마찬가지의 변형도 가능하며, 그와 같은 변형을 행함으로써 그들 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
〔정리〕
본 발명의 양태 1에 따른 표시 장치(예를 들어 유기 EL 표시 장치(1))는, 서로 상이한 피크 파장의 광(예를 들어 청색 광, 녹색 광, 적색 광)을 발광하는 제1 부화소(예를 들어 청색의 부화소(3B)), 제2 부화소(예를 들어 녹색의 부화소(3G)) 및 제3 부화소(예를 들어 적색의 부화소(3R))를 포함하는 표시 영역(1a)에, 제1 전극(제1 전극(21))과, 제2 전극(제2 전극(23))과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 적층체(예를 들어 유기 EL층(22))를 구비하고, 상기 적층체는, 제1 형광 발광 재료(예를 들어 청색 형광 발광 재료)를 포함하는 제1 발광층(예를 들어 청색 발광층(34B))과, 제2 형광 발광 재료(예를 들어 녹색 형광 발광 재료)를 포함하는 제2 발광층(예를 들어 녹색 발광층(34G))과, 제3 형광 발광 재료(예를 들어 적색 형광 발광 재료) 또는 인광 발광 재료(예를 들어 적색 인광 발광 재료)를 제3 발광 재료로서 포함하는 제3 발광층(예를 들어 적색 발광층(34R))을 포함하고, 상기 제1 형광 발광 재료는, 제1 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료는, 상기 제1 피크 파장보다도 장파장의 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 상기 제1 발광층은 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 부화소에만 마련되어 있고, 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리는 푀르스터 반경 이하이고, 또한 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 마련되어 있다.
본 발명의 양태 2에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중, 한쪽은 반사 전극을 포함하고 다른 쪽은 투광성 전극이고, 상기 제1 부화소에서는, 상기 제1 발광층으로부터 발광된 광이 그대로, 또는 상기 제1 부화소에 있어서의 상기 반사 전극과 상기 투광성 전극 사이에서 다중 반사되어, 상기 투광성 전극을 투과하여 외부에 출사되고, 상기 제2 부화소에서는, 상기 제2 발광층으로부터 발광된 광이 그대로, 또는 상기 제2 부화소에 있어서의 상기 반사 전극과 상기 투광성 전극 사이에서 다중 반사되어, 상기 투광성 전극을 투과하여 외부에 출사되고, 상기 제3 부화소에서는, 상기 제3 발광층으로부터 발광된 광이 그대로, 또는 상기 제3 부화소에 있어서의 상기 반사 전극과 상기 투광성 전극 사이에서 다중 반사되어, 상기 투광성 전극을 투과하여 외부에 출사되어도 된다.
본 발명의 양태 3에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 형광 발광 재료의 발광 스펙트럼의 일부와 상기 제2 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부가 중첩되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 4에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 형광 발광 재료는, 최저 여기 일중항 상태와 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 차가 0.3eV 이하인 열 활성화 지연 형광 재료여도 된다.
본 발명의 양태 5에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 형광 발광 재료는, 최저 여기 일중항 상태와 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 차가 0.3eV 이하인 열 활성화 지연 형광 재료여도 된다.
본 발명의 양태 6에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 제3 형광 발광 재료는, 최저 여기 일중항 상태와 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 차가 0.3eV 이하인 열 활성화 지연 형광 재료여도 된다.
본 발명의 양태 7에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 부화소에 있어서의 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층은, 발광 재료를 포함하지 않고 푀르스터 반경 이하의 층 두께를 갖는 블록층을 개재하여 적층되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 8에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 적어도 15㎚여도 된다.
본 발명의 양태 9에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 제3 발광층과 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에, 상기 제1 전극측으로부터 이 순서대로 적층되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 10에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 발광층과 상기 제1 발광층과 상기 제3 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에, 상기 제1 전극측으로부터 이 순서대로 적층되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 11에 따른 표시 장치는, 상기 양태 7 또는 8에 있어서, 적어도 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제3 발광층 사이에, 발광 재료를 포함하지 않는 세퍼레이트층이 마련되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 12에 따른 표시 장치는, 상기 양태 11에 있어서, 상기 제1 발광층과 상기 세퍼레이트층의 합계의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 커도 된다.
본 발명의 양태 13에 따른 표시 장치는, 상기 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 제3 발광층과 상기 제2 발광층과 상기 제1 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에, 상기 제1 전극측으로부터 이 순서대로 적층되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 14에 따른 표시 장치는, 상기 양태 13에 있어서, 적어도 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이에, 발광 재료를 포함하지 않는 세퍼레이트층이 마련되어 있어도 된다.
본 발명의 양태 15에 따른 표시 장치는, 상기 양태 14에 있어서, 상기 세퍼레이트층의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 커도 된다.
본 발명의 양태 16에 따른 표시 장치는, 상기 양태 11, 12, 14, 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 세퍼레이트층에 있어서의, 상기 제3 발광층과는 반대측에 인접하는 발광층의 형광 발광 재료의 발광 스펙트럼과, 상기 세퍼레이트층의 재료의 흡수 스펙트럼이 중첩을 갖지 않는 구성이어도 된다.
본 발명의 양태 17에 따른 표시 장치(예를 들어 유기 EL 표시 장치(1))의 제조 방법은, 서로 상이한 피크 파장의 광(예를 들어 청색 광, 녹색 광, 적색 광)을 발광하는 제1 부화소(예를 들어 청색의 부화소(3B)), 제2 부화소(예를 들어 녹색의 부화소(3G)) 및 제3 부화소(예를 들어 적색의 부화소(3R))를 포함하는 표시 영역(1a)에, 제1 전극(제1 전극(21))과, 제2 전극(제2 전극(23))과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 적층체(예를 들어 유기 EL층(22))를 구비하고, 상기 적층체는, 제1 형광 발광 재료(예를 들어 청색 형광 발광 재료)를 포함하는 제1 발광층(예를 들어 청색 발광층(34B))과, 제2 형광 발광 재료(예를 들어 녹색 형광 발광 재료)를 포함하는 제2 발광층(예를 들어 녹색 발광층(34G))과, 제3 형광 발광 재료(예를 들어 적색 형광 발광 재료) 또는 인광 발광 재료(예를 들어 적색 인광 발광 재료)를 제3 발광 재료로서 포함하는 제3 발광층(예를 들어 적색 발광층(34R))을 포함하고, 상기 제1 형광 발광 재료는, 제1 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료는, 상기 제1 피크 파장보다도 장파장의 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮은 표시 장치의 제조 방법이며, 상기 제1 전극을 형성하는 공정과, 상기 적층체를 형성하는 공정과, 상기 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 적층체를 형성하는 공정은, 상기 제1 발광층을 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통되도록 증착하는 제1 발광층 증착 공정과, 상기 제2 발광층을 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통되도록 구분 도포 증착하는 제2 발광층 증착 공정과, 상기 제3 발광층을 상기 제3 부화소에 구분 도포 증착하는 제3 발광층 증착 공정을 포함하고, 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경 이하이고, 또한 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 위치하도록 상기 적층체를 형성한다.
본 발명은 전술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한 각 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 조합함으로써 새로운 기술적 특징을 형성할 수 있다.
1: 유기 EL 표시 장치(표시 장치)
1a: 표시 영역
2: 화소
3, 3B, 3G, 3R: 부화소
4, 4B, 4G, 4R: 발광 영역
10: TFT 기판(기판)
11: 절연 기판
12: TFT
13: 층간 절연막
13a: 콘택트 홀
14: 배선
15: 뱅크
15a: 개구부
20, 20B, 20G, 20R: 유기 EL 소자
21: 제1 전극
21a: 반사 전극
21b: 투광성 전극
22: 유기 EL층
23: 제2 전극
24: 보호층
31: 정공 주입층
32: 정공 수송층
33: 발광층 유닛(적층체)
34: 발광층
34B: 청색 발광층(제1 발광층)
34G: 녹색 발광층(제2 발광층)
34R: 적색 발광층(제3 발광층)
35: 전자 수송층
36: 전자 주입층
37: 블록층
38: 세퍼레이트층
40: 밀봉 기판
DBG, DGR: 대향면 사이의 거리
1a: 표시 영역
2: 화소
3, 3B, 3G, 3R: 부화소
4, 4B, 4G, 4R: 발광 영역
10: TFT 기판(기판)
11: 절연 기판
12: TFT
13: 층간 절연막
13a: 콘택트 홀
14: 배선
15: 뱅크
15a: 개구부
20, 20B, 20G, 20R: 유기 EL 소자
21: 제1 전극
21a: 반사 전극
21b: 투광성 전극
22: 유기 EL층
23: 제2 전극
24: 보호층
31: 정공 주입층
32: 정공 수송층
33: 발광층 유닛(적층체)
34: 발광층
34B: 청색 발광층(제1 발광층)
34G: 녹색 발광층(제2 발광층)
34R: 적색 발광층(제3 발광층)
35: 전자 수송층
36: 전자 주입층
37: 블록층
38: 세퍼레이트층
40: 밀봉 기판
DBG, DGR: 대향면 사이의 거리
Claims (16)
- 서로 상이한 피크 파장의 광을 발광하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 표시 영역에, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 적층체를 구비하고,
상기 적층체는, 제1 형광 발광 재료를 포함하는 제1 발광층과, 제2 형광 발광 재료를 포함하는 제2 발광층과, 제3 형광 발광 재료 또는 인광 발광 재료를 제3 발광 재료로서 포함하는 제3 발광층을 포함하고,
상기 제1 형광 발광 재료는, 제1 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료는, 상기 제1 피크 파장보다도 장파장의 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광하고,
상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고,
상기 제3 발광층은 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 상기 제1 발광층은 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소에 공통적으로 마련되어 있고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 부화소에만 마련되어 있고,
상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리는 푀르스터 반경 이하이고, 또한 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극 및 제2 전극 중, 한쪽은 반사 전극을 포함하고 다른 쪽은 투광성 전극이고,
상기 제1 부화소에서는, 상기 제1 발광층으로부터 발광된 광이 그대로, 또는 상기 제1 부화소에 있어서의 상기 반사 전극과 상기 투광성 전극 사이에서 다중 반사되어, 상기 투광성 전극을 투과하여 외부에 출사되고,
상기 제2 부화소에서는, 상기 제2 발광층으로부터 발광된 광이 그대로, 또는 상기 제2 부화소에 있어서의 상기 반사 전극과 상기 투광성 전극 사이에서 다중 반사되어, 상기 투광성 전극을 투과하여 외부에 출사되고,
상기 제3 부화소에서는, 상기 제3 발광층으로부터 발광된 광이 그대로, 또는 상기 제3 부화소에 있어서의 상기 반사 전극과 상기 투광성 전극 사이에서 다중 반사되어, 상기 투광성 전극을 투과하여 외부에 출사되는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 형광 발광 재료의 발광 스펙트럼의 일부와 상기 제2 형광 발광 재료의 흡수 스펙트럼의 일부가 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 형광 발광 재료는, 최저 여기 일중항 상태와 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 차가 0.3eV 이하인 열 활성화 지연 형광 재료인 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 형광 발광 재료는, 최저 여기 일중항 상태와 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 차가 0.3eV 이하인 열 활성화 지연 형광 재료인 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 형광 발광 재료는, 최저 여기 일중항 상태와 최저 여기 삼중항 상태의 에너지 차가 0.3eV 이하인 열 활성화 지연 형광 재료인 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부화소에 있어서의 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층은, 발광 재료를 포함하지 않고 푀르스터 반경 이하의 층 두께를 갖는 블록층을 개재하여 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 적어도 15㎚인 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 발광층과 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에, 상기 제1 전극측으로부터 이 순서대로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 발광층과 상기 제1 발광층과 상기 제3 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에, 상기 제1 전극측으로부터 이 순서대로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
적어도 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제3 발광층 사이에, 발광 재료를 포함하지 않는 세퍼레이트층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1 발광층과 상기 세퍼레이트층의 합계의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 큰 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 발광층과 상기 제2 발광층과 상기 제1 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에, 상기 제1 전극측으로부터 이 순서대로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제13항에 있어서,
적어도 상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이에, 발광 재료를 포함하지 않는 세퍼레이트층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 세퍼레이트층의 층 두께가 푀르스터 반경보다도 큰 것을 특징으로 하는, 표시 장치. - 서로 상이한 피크 파장의 광을 발광하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 표시 영역에, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 적층체를 구비하고, 상기 적층체는, 제1 형광 발광 재료를 포함하는 제1 발광층과, 제2 형광 발광 재료를 포함하는 제2 발광층과, 제3 형광 발광 재료 또는 인광 발광 재료를 제3 발광 재료로서 포함하는 제3 발광층을 포함하고, 상기 제1 형광 발광 재료는, 제1 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료는, 상기 제1 피크 파장보다도 장파장의 제2 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제3 발광 재료는, 상기 제2 피크 파장보다도 장파장의 제3 피크 파장을 갖는 광을 발광하고, 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제1 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮고, 상기 제3 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위는 상기 제2 형광 발광 재료의 최저 여기 일중항 상태의 에너지 준위보다도 낮은 표시 장치의 제조 방법이며,
상기 제1 전극을 형성하는 공정과,
상기 적층체를 형성하는 공정과,
상기 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 적층체를 형성하는 공정은,
상기 제1 발광층을 상기 제1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통되도록 증착하는 제1 발광층 증착 공정과,
상기 제2 발광층을 상기 제2 부화소 및 상기 제3 부화소에 공통되도록 구분 도포 증착하는 제2 발광층 증착 공정과,
상기 제3 발광층을 상기 제3 부화소에 구분 도포 증착하는 제3 발광층 증착 공정을 포함하고,
상기 제2 부화소에 있어서의, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경 이하이고, 또한 상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층 사이의 거리가 푀르스터 반경보다도 크고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층보다도 상기 제1 전극측 또는 상기 제2 전극측에 위치하도록 상기 적층체를 형성하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 방법.
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